触摸式工控机装配线设计及仿真

论文摘要

为适应激烈的市场竞争和客户个性化需求,越来越多的企业选择基于订单的小批量、多品种制造模式。柔性混流装配线是适应该模式的典型。它可以在一个计划期内在同一条线上生产不同种类的产品,提高了企业对市场变化的反应能力,实现在“需要的时候,按需要的量,生产所需要的产品”的目标。但是,如何设计高效率的柔性混流装配线是企业亟待解决的难题。在总结和分析混流装配线的传统设计方法的基础上,针对缺乏持续改进思想和投产前没有验证的缺点,将工业工程的理论与企业生产实践相结合,提出了基于计算机仿真的混流装配线设计方法。首先,应用作业测定和动作研究对效率低下动作进行分析改进,得出混流装配线作业要素的优先关系和作业要素的标准作业时间,并计算节拍和最小工作地数（工位数）,采用启发式方法（韩格逊-伯尼法）对混合装配线进行工序同期化。其次,建立了以“批订单总加工时间最短”的目标函数,以产品投产顺序作为解空间的模型。利用遗传算法优化产品投产序列,并设计了保证产品比例不变的交叉算子方法。结合实例,运用MATLAB编程实现算法,分析迭代次数对的遗传算法收敛性能。最后,利用eM-plant可视化生产仿真软件对混合装配线和投产排序进行仿真,根据仿真结果分析、验证可行性。本课题的研究成果在企业改善活动中取得了良好的收益,工位负载率和人工效率这两个指标大幅提高,同时也降低了单位产品占地率和批订单的交货时间。为企业精益活动的开展起了榜样和标杆的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的意义与必要性
• 1.2 相关技术及研究现状
• 1.2.1 混合型装配线技术
• 1.2.2 生产调度的问题
• 1.2.3 计算机仿真技术
• 1.3 本课题的研究内容和拟解决的关键问题
• 1.3.1 混合装配生产线设计
• 1.3.2 多品种产品的投产顺序
• 1.3.3 EM-PLANT 装配线仿真
• 1.4 本课题的目标
• 1.5 本章小结
• 第二章 触摸式工控机混合装配线设计
• 2.1 混合装配线设计一般步骤
• 2.2 原有GP 和PS 装配线分析
• 2.3 PS&GP 混合装配线的设计
• 2.3.1 各产品的作业优先图
• 2.3.2 各要素时间动作研究
• 2.3.3 混合装配线的动作要素及先序图
• 2.3.4 混合装配线节拍的制定
• 2.3.5 混合装配线最小工作地数
• 2.3.6 混合装配线的工序同期化
• 2.3.7 GP&PS 混合装配线优点
• 2.4 本章小结
• 第三章 混流装配线的投产顺序
• 3.1 混流装配线数学模型
• 3.2 遗传算法一般步骤
• 3.2.1 参数设定
• 3.2.2 染色体编码
• 3.2.3 初始种群的选取
• 3.2.4 适应度函数
• 3.2.5 选择算子
• 3.2.6 交叉算子
• 3.2.7 变异算子
• 3.2.8 判断决策
• 3.3 基于遗传算法的混流投产排序优化
• 3.4 本章小结
• 第四章 Em-plant 装配线仿真
• 4.1 eM-plant 仿真工具介绍
• 4.2 GP& PS 混合装配线仿真应用
• 4.3 本章小结
• 第五章 应用效果评价
• 5.1 人工效率（Industrial Efficiency）
• 5.2 单位产品的占地（Assembly space per product）
• 5.3 工位负载率及批订单完工时间
• 5.4 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文