基于物流的遗传算法在车间设施规划与设计中的应用研究

论文摘要

工厂设施规划与设计是工业工程领域中最重要的研究内容之一,工厂设施布置直接影响整个工厂系统的物流、信息流、生产能力、生产效率、生产成本以及生产安全。优良的工厂设施布置可以节省物料搬运费用,缩短生产周期,加快流动资金周转,有利于降低企业的生产成本从而扩展生存空间。本文研究遗传算法在制造企业设施规划与设计优化设计方面的应用。首先对设施规划与设计的理论以及遗传算法的理论进行了阐述。在此基础上,研究了遗传算法在改进设施布置方面的应用。首先,本文分析了设施规划与设计物流分析的内容、意义和方法,明确了设施规划与设计的目标,建立了设施规划与设计的目标函数模型。为了用遗传算法解决设施布置优化问题,将目标函数转化为适应度函数;为了更方便地用遗传算法找到最优的设施布置,本文采用符号编码对制造企业的设备进行编码;为了实现对于现有设施的布置进行改进,利用系统布置设计对设施的初始布置进行了分析,将初始布置进行遗传操作,最终利用遗传算法在设施规划与设计中应用的基本流程得到企业最优的布置。其次,为了清楚说明遗传算法在改进制造企业的设施布置的应用,本文利用遗传算法对华液公司的设施布置进行了优化设计。在进行设施布置优化的过程中,本文将初始布置的编码的交叉和变异编写一套合适的算法,并把该算法程序化,利用Matlab软件得到了制造企业的优化设施布置。实践证明,华液公司改进后的设施布置的总的物流强度值比初始设施布置减少了很多。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题提出的背景
• 1.1.2 课题提出的意义
• 1.2 国内外文献综述
• 1.2.1 设施规划与设计的国内外研究现状
• 1.2.2 遗传算法在工业工程方面应用的国内外研究现状
• 1.2.3 国内外研究现状评述
• 1.3 本文的研究方法和主要内容
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 主要内容
• 第2章 设施规划与设计理论
• 2.1 生产系统
• 2.2 设施规划与设计的定义
• 2.2.1 设施的概念
• 2.2.2 设施规划与设计的定义
• 2.3 设施规划与设计的重要性
• 2.3.1 设施规划与设计的必要性
• 2.3.2 设施规划与设计的意义
• 2.4 设施规划与设计的原则
• 2.5 设施规划与设计的依据
• 2.6 本章小结
• 第3章 遗传算法
• 3.1 遗传算法的生物学基础
• 3.2 遗传算法的基本思想
• 3.3 遗传算法的基本概念
• 3.4 遗传算法的基本要素
• 3.4.1 编码
• 3.4.2 适应度函数
• 3.4.3 遗传算子
• 3.5 遗传算法与传统优化算法相比的特点
• 3.6 遗传算法的数学基础
• 3.6.1 模式定理
• 3.6.2 积木块假设
• 3.7 遗传算法的应用领域
• 3.8 本章小结
• 第4章 遗传算法在车间设施规划与设计中的
• 4.1 设施规划与设计的物流分析
• 4.1.1 物流分析的内容
• 4.1.2 物流系统分析的意义
• 4.1.3 物流系统分析的方法
• 4.2 设施规划与设计的目标
• 4.3 车间设施规划与设计中的最优化问题
• 4.4 遗传算法在设施规划与设计中的建模研究
• 4.4.1 设施规划与设计中的适应度函数的建立
• 4.4.2 设施规划与设计中的遗传编码
• 4.4.3 设施规划与设计中的遗传选择算子
• 4.4.4 设施规划与设计中的遗传交叉算子
• 4.4.5 设施规划与设计中的遗传变异算子
• 4.5 遗传算法在设施规划与设计中应用的基本流程
• 4.6 本章小结
• 第5章 实证研究
• 5.1 公司简介
• 5.2 现有车间存在的布置问题
• 5.3 车间物流分析
• 5.3.1 车间作业单位功能分析
• 5.3.2 产品路线分析
• 5.3.3 车间作业单位从至表分析
• 5.3.4 作业单位物流强度分析表和相关图
• 5.3.5 作业单位关系工作表
• 5.4 车间设备布置的优化
• 5.4.1 原始车间布置的编码
• 5.4.2 遗传操作
• 5.4.3 遗传解码
• 5.5 通过遗传算法改进后的设施布置图
• 5.6 遗传算法改进前后车间总的物流强度的比较
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介