控制理论在精益生产中的应用

论文摘要

制造企业通过对生产要素的有效运用为社会提供各种产品与服务以满足人们的各种需求。企业生产能力的评估对于这种需求的满足,对于一个企业的发展具有相当重要的作用,而生产产量是生产能力的一个直观反映。生产产量的多少受到很多因素的影响,可以归纳为六个方面:人、机、料、法、环、测,即人员、机器、物料投入、生产方法、生产环境、检测。这六个方面都直接或间接的影响着生产产量的实现,而它们之间也会互相影响。找到产量和人、机、料、法、环、测之间的关系是实际生产中一个非常有用的课题,传统的做法是通过经验寻找产量和六个方面中的某一个的关系即一一映射关系,而产量是由六个因素综合影响的,所以这种一一映射的关系往往不够准确。提高准确性的一个有效方法为找到多对一的函数关系,如果把人、机、料、法、环、测作为函数的自变量,把生产产量作为函数的因变量,每增加函数中的一个自变量,对于因变量预测的准确性就越高。而现场生产往往是很复杂、随机因素相当多的,很难通过传统只是凭借经验的方法建立多对一的函数关系,建立数学模型更是困难。使用了最小二乘法的灰箱建模方法是一种基于经验数据进行建模的方法,首先根据泰勒展开式构造自变量和因变量的函数关系式,根据精度要求的不同可以决定展开的次数;然后通过采集大量观测数据,以优化方法对构造的函数进行训练以确定其中的待解参数,这样就可以建立一个满足精度要求的多对一的函数关系。精益生产是准时化生产JIT(Just In Time)生产方式的赞誉称呼,准时化生产的本质是在需要的时候生产出需要的产品,消除一切浪费及库存,包括中间处于静止状态的在制品即中间在库。消除中间在库的方法就是各制造单元(称之为工段)生产要协调一致,进度要同步,生产能力相当。当生产计划变动时,可以通过建立的数学模型给各工段科学配置人员、机器、物料等以保证各工段之间能力相当;可以通过对生产过程的监测,及时根据数学模型调节各参数以实现生产过程同步,这样就可以实现精益生产的要求。论文选取箱体加工工段、曳引轮精加工工段和磨合工段这三个工段作为以上理论实践的对象,通过之前生产中积累的数据,使用灰箱建模的方法建立各工段产量和人、机、料的函数关系(因生产方法、生产环境和测量无法进行量化,所以最后选取人、机、料作为函数的自变量)。最后根据函数关系以及精益思想的原理,来调节各个参数的大小,即人、机、料的配置,最终实现消除中间在库的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 序论
• 1.1 前言
• 1.2 精益生产方式的起源及发展
• 1.3 系统建模
• 1.4 本文的主要成果
• 1.5 本文的组织
• 第二章 产量及决定产量的因素及其配置
• 2.1 引言
• 2.2 产量实现的影响因素
• 2.2.1 人员对产量的影响
• 2.2.2 机器设备对产量的影响
• 2.2.3 物料对产量的影响
• 2.2.4 方法对产量的影响
• 2.2.5 生产环境对产量的影响
• 2.2.6 检测对产量的影响
• 2.3 生产现场资源配置及产量数学模型自变量的选取
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于最小二乘法的线性回归建模
• 3.1 引言
• 3.2 基于最小二乘法的建模
• 3.3 本章小结
• 第四章 函数的泰勒展开
• 4.1 级数简介
• 4.2 泰勒级数及泰勒展开
• 4.3 本章小结
• 第五章 精益生产方式简介
• 5.1 单件生产方式
• 5.2 大量生产方式
• 5.3 精益生产方式
• 5.3.1 精益生产方式的显著特点：消除库存
• 5.3.2 如何实现消除库存
• 5.3.2.1 采购环节
• 5.3.2.2 生产环节
• 5.3.2.3 销售环节
• 5.4 本章小结
• 第六章 用于指导精益生产的工序建模
• 6.1 明确研究对象及问题
• 6.2 数据积累
• 6.3 假设及构建对象模型
• 6.4 确定对象模型
• 6.5 对象模型的精度
• 6.6 函数模型指导精益生产的方法
• 6.7 本章小结
• 第七章 总结和展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文