基于仿真的汽车发动机再制造生产线缓冲区容量优化

以汽车发动机核心部件为对象,以在制品数量(WIP)为主要评价指标,重点研究回收件到达率、可再制造率、加工时间等不确定因素对缓冲区容量的影响.基于离散事件仿真技术建立系统动态运行模型,采用正交试验设计方法完成了仿真试验的方案设计.通过仿真再制造生产线动态平衡及缓冲区容量的内在变化规律,获得生产线优化运行所需的最小缓冲区容量.案例研究表明,所提出的方法能有效确定再制造系统缓冲区的最佳容量.     

考虑系统波动因素的DBR瓶颈缓冲区容量设置

DBR方法中的缓冲区容量设置直接影响产品的生产提前期和系统的有效产出,最终影响产品的市场竞争力。针对静态设置的缓冲区容量不能根据生产系统波动程度进行调整的问题,提出一种动态设置缓冲区容量的方法。首先分析影响缓冲区容量设置的3个因素,采用G/G/1排队模型衡量瓶颈前工序生产自然波动、瓶颈前工序数量和瓶颈工序随机波动对缓冲区容量设置的影响,并考虑避免机器故障和机器维修导致的瓶颈“饥饿”,求解机器故障因素和机器维修因素所需要的最小缓冲区容量。在此基础上,提出一种基于系统仿真的动态调节缓冲区容量的方法。最后通过案例分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

随机批量运输的柔性作业车间AGV配置优化

针对柔性作业车间中物料搬运系统的AGV数量配置问题,以最小化AGV购置成本为目标,建立具有系统产出率和生产周期双重约束的优化模型。由于该优化问题是一个随机非线性的整数规划问题,且约束条件无法用决策变量的封闭形式表示,为此,提出一种基于仿真的粒子群优化算法求解该问题。针对具有随机批量运输特征的柔性作业车间,基于离散事件仿真平台构建系统的性能估算模型,提出一种嵌入仿真模型的粒子群优化算法求解AGV数量配置的优化方案。通过仿真算例实验以及不同优化方法对比,对比结果显示,该方法较其他算法在优化结果的优越性和稳定性上分别平均提高了8%和8.9%。分析实际应用案例确定了优化的配置方案,结果验证了所提方法的有效性,具有实际应用价值。     

采用AGV物料搬运系统的复杂生产线布局优化模型与算法

采用AGV物料搬运系统的复杂生产线为研究对象,其主要特征有:生产线通过若干辆AGV组成的物料搬运系统实现物料在工位间的转移;生产线由多工位组成,具有串并联工位混合共存特征;生产线存在返修情况.生产线布局同时需要确定AGV数量.提出基于数学规划的方法,将整体问题分解为“产线布局优化”和“AGV数量评估”两部分:首先建立生...     

供应链系统仿真模型及优化

采用系统仿真的思想对供应链系统进行研究.建立了包括供应商、制造商及零售商的供应链系统仿真模型并对其进行了优化.通过运行该模型,可研究供应链系统的动态行为;分析随机因素对供应链系统的影响;识别供应链系统的瓶颈.仿真优化结果为管理者正确决策提供依据.     

天然气冷热电三联供系统设备容量优化

天然气冷热电三联供系统能够有效利用资源,在当今能源日益短缺的情况下,使其能源利用率尽量加大,不过大增加环境负担的优势受到了世界重大关注。天然气冷热电三联供系统由发电机、制冷机和制热机三个部分组成,为了保证经济效益,应当选用合适的设备匹配和制定相对应的运行策略对设备容量进行优化。     

分布式蓄热器在供热系统中的应用及容量优化

蓄热器在供热系统中能够起到削峰填谷和提高运行稳定性的作用。分布式蓄热相比集中蓄热距热用户更近,蓄放热时滞性小,能快速地对用户负荷变化进行响应,增加供热可靠性,改善水力与热力失调,更有利于实现供需的平衡和动态的精准调控。分布式蓄热器的应用效果明显受其容量影响,若容量太小,则可能会因罐体自身限制而不能充分发挥蓄热技术的优化调控潜力;蓄热罐容量太大,易造成蓄热罐长时间闲置或利用率不高,蓄热效率降低的同时也会增加系统的初投资。对此,首先对分布式蓄热器与供热管网的合理连接方式及其运行策略进行了分析,其次以某实际换热站整个供暖季的热负荷数据为基础,提出了一种分布式蓄热罐最大容量的计算方法,并基于Trnsys建立了以分布式蓄热供热系统收益最大化为目标函数的蓄热罐容量优化模型,对分布式蓄热罐容量进行优化,提高蓄热罐应用在分布式蓄热系统中的经济性。     

一类制造与包装流程的仿真优化

生产-包装过程存在多个相互影响的因素,决策过程中需综合考虑以达到最优配置。通过对资源、对象、进程和它们的属性与行为进行计算机仿真,建立了生产-包装过程计算机仿真模型。为获得最优的设备组合和生产排程,可通过成本或利用率等指标优化求解;重复运行模型可找到收敛的最优方案。     

复杂长距离输水系统仿真优化研究

将自优化模拟模型应用于长距离输水系统优化调度研究中,以数字仿真模型为基础,增加在线控制优化环节,根据仿真模型的输出反馈不断优化系统输入,实现系统仿真过程的自适应优化。并以MATLAB软件作为系统仿真平台,成功地实现了实例工程的仿真优化过程,为复杂长距离输水系统优化调度研究开辟了一条新途径。     

石龙镇产业结构优化的系统仿真分析

结合广东省东莞市石龙镇发展现状,论述了产业结构优化的目的与意义,着重讨论了产业结构优化的计算机系统仿真及其规划仿真模型的建立、运行与评价,阐述了在历史数据不足的条件下,采用生产函数仿真模型对石龙镇产业结构优化进行的系统仿真分析。     

具有非同等并行AGV柔性流水车间的排队网建模与分析

针对具有多台自动导向小车的物料运输系统,需重点考虑其可跨多层且路径随机的特性。首先,根据自动小车可能的驻留点、运输路径和任务类型分解出多种不同的场景,计算其发生的概率;其次,采用两矩法描述节点的服务时间和分布类型,提出混合排队网模型分析系统的各项性能指标,并通过迭代算法进行近似求解;最后,设计集有效性和准确性验证为一体的三维仿真实验平台,将不同方法的求解结果进行对比分析,其结论可为该类物流系统的设计人员提供关于资源配置和路径规划等方面的优化建议。

     

基于路段时间窗考虑备选路径的AGV路径规划

针对自动化集装箱码头基于卸箱任务的自动导引车（automated guided vehicle,AGV）路径规划问题,结合最优路径数学模型、路径搜索方法和时间窗,提出了一种基于路段时间窗的AGV路径规划方法。首先,在给AGV下派任务的基础上,用最优路径数学模型为AGV规划出最短路径;其次,用路径搜索方法搜索AGV的备选路径,在路径长度相同的情况下,按照路径中转折次数确定备选路径优先级,转折次数少的备选路径优先级高;最后,在各AGV最短路径下,设置各个路段的时间窗,时间窗无重叠则表明AGV无冲突,对于时间窗重叠的路段,采用在原路径上插入时间窗或者在备选路径上插入时间窗的方法,再进行时间窗重叠测试,若还存在重叠的,则继续调整至最终实现多AGV的无冲突路径规划。为了验证方法的有效性,以8台AGV分区同时工作为例,用实例证明所提出的路径规划方法的避碰效果。结果显示该方法能为多台同时工作的AGV规划出一条无冲突优化路径,并且用时较短;在试验中发现选择在备选路径上插入时间窗的方法效果更好。研究表明所提方法能有效实现AGV的避碰,提高AGV利用率和自动化集装箱码头的运作效率。     

激光导引AGV的自动引导系统设计

 激光导引技术是目前AGV系统普遍采用的引导方法,柔性好和精确高是其突出特点．介绍了AGV的基本概念、导引方式、车体结构和运动控制方式,重点介绍了激光扫描车体方位计算原理并结合路径轨迹推算导向法,设计了激光导引AGV的自动引导系统的结构和软件功能。     

求解带AGV柔性作业车间调度问题的改进灰狼算法

针对带AGV的柔性作业车间调度问题,以最小化完工时间为目标,考虑AGV在装载站、机器、卸载站之间的有效负载时间和空载时间,构建了数学规划模型。其次,提出一种有效的灰狼算法进行求解,基于该问题特征,设计机器选择、工序排序和AGV搬运的3段编码,有效地保证每个个体均可产生可行解;灰狼算法中改进了关键参数a和E设定方式,有效平衡了算法的勘探能力和局部搜索能力;为进一步提升算法跳出局部最优解的能力,该算法融合了领域搜索等方法。最后,案例测试结果表明,改进灰狼算法在求解带AGV柔性作业车间调度问题中具有优越的性能。     

面向定制生产系统的缓冲区优化配置方法

针对定制型装备制造企业中具有有限缓冲区的开排队网制造单元,其车间负荷界限即缓冲设置难以确定的问题（buffer allocation problem,BAP）,文章对每阶段具有有限缓冲区且含有多台加工设备的三阶段柔性流水车间(flexible flow shop,FFS)进行排队网建模,应用状态空间分解法对该模型进行分析求解,获得系统的一系列性能指标值。为了对该方法的有效性进行验证,对该模型设计仿真实验,并利用扩展法对模型进行求解,将数值结果进行比较分析,验证了利用该方法对FFS缓冲区进行优化配置的合理性,这对较大规模的多节点每阶段具有多台设备的流水车间负荷界限的有效设定及其规划具有参考和指导意义。     

考虑有限物流运输能力的智能车间AGV调度算法研究

以大批量生产模式智能车间为背景,针对单环布局下多自动导航小车 （AGV） 的调度问题进行研究。首先,对典型智能车间特点进行了分析,利用Plant Simulation仿真平台建立了基于实际生产场景的仿真模型;其次,提出了基于软时间窗的AGV调度规则和基于备选调度规则集的6个运行机制;最后,通过设计仿真实验对上述7个调度规则进行了分析和比较。实验结果表明,基于软时间窗AGV调度方法总体上表现更好。这为企业配置和调度AGV小车提供了决策支持。     

An integrated approach to determine the block layout,AGV flow path and the location of pick-up/delivery points in single-loop systems

Layout design and material handling system design are two of the major aspects of facility planning. Although both aspects directly influence each other, the classical approach to the layout design is carried out in two separate steps: in the first step the block layout, i.e. the location of the departments in the workshop, is constructed, and in the second step, the material handling system is designed. The separate optimisation of these two aspects of the problem leads to solutions that can be far from the global optimum. In this paper, we develop an integrated algorithm to design the facilities and material handling systems. We focus on single-loop AGV systems. The proposed algorithm determines the block layout, AGV single-loop flow path and pick-up delivery stations, simultaneously. The associated from–to chart and the area of departments are the principal inputs of the algorithm. The objective is minimising total material flow distance among all departments. The results of our computational experiments show the algorithm was coded using MATLAB 7.0, and that our integrated algorithm is more efficient in terms of both the objective function value and the runtime.     

面向智能制造混流生产的供应链物流协同策略

针对传统物料配送方式难以满足轴承柔性智能生产的问题,提出自适应多品种变批量的物料配送期量优化方法。首先,以配送成本、线边库存成本、自动导引运输车数量为优化目标,考虑物料数量、自动导引运输车配送能力、配送时间等约束,构建多目标协同的多频次少批量物料配送期量优化模型;然后,根据模型决策变量的特征,采用反映配送信息的实值进行编码,设计改进拥挤度计算方法和改进精英策略的快速非支配排序遗传算法,提高算法寻优能力;最后,通过实例应用对优化方法进行验证。研究结果表明,较优化前,平均配送批量减少42%,平均配送间隔期缩短30%,总配送成本可减少17%以上,实现了不同型号下物料配送期量的自适应与自决策,有效降低了配送总成本。

     

应用蜜蜂繁殖进化型粒子群算法求解车辆路径问题

为了提高粒子群算法求解车辆路径问题时收敛速度和全局搜索能力,将蜜蜂繁殖进化机制与粒子群算法相结合,应用到CVRP问题的求解。该算法中,最优的个体作为蜂王与通过选择机制选择的雄蜂以随机概率进行交叉,增强了最优个体信息的应用能力;同时,随机产生一部分雄蜂种群,并将其与蜂王交叉增加了算法的多样性。实例分析表明该算法具有较好的全局搜索能力,验证了该算法的可行性。