基于智能优化算法的设备布局设计

制造系统的设备布局与生产率和生产成本密切相关,布局设计是制造系统设计者面临的关键问题之一.文章针对布局问题的平方分派模型,构建了一种布局设计的混合智能优化算法--遗传退火算法 ,并分析了算法实现的方法.实例表明遗传退火算法的高效性.     

Dynamic facility layout problem under competitive environment: a new formulation and some meta-heuristic solution methods

Dynamic facility layout problem (DFLP) considers flow over multiple time periods in an environment where material flow between departments changes over time. These changes render the current facility layout inefficient and could increase material handling costs, which results in a need for dynamic layout models. But a key factor ignored for simplicity in the DFLP literature, is considering the effects of non-cooperating internal and external competitions on the mentioned changes in facility layout over time that sometimes results in main conflict of objectives/goals for these distinct decision makers. To the best our knowledge, the existing special literature did not cover this important assumption. Ignoring this main assumption resulted in the existing monopolistic models for DFLP that cannot satisfy the new needs in the nowadays competitive environments. Therefore, in this paper, a duopoly Bertrand non-cooperative game model is presented to consider the impacts of all conflicting factors on a DFLP for each period and three meta-heuristic algorithms are proposed to obtain Nash equilibrium for this model. The results obtained from solving some numerical examples with these algorithms show that the proposed simulated annealing algorithm is more effective than the others for the competitive dynamic facility layout problem.     

基于混合算法与大型水箱装配的车间布局

为解决大型水箱装配车间布局问题以及提高产品的装配效率,提出使用一站式装配的车间布局方式.该布局充分考虑了大型水箱的工艺需求,以及车间布局的物流因素和非物流因素;采用系统布置设计方法初始化车间布局,并提出以物流量成本最低、最大化车间面积利用率、多工艺路线配送成本最低为目标的综合线性规划模型;利用粒子群和灰狼优化算法结合的...     

The optimization of material flow in production

Market demands are different: they tend to require individual, customized products of high reliability and high quality and also produced in right time. Material flow optimization is an indispensable step to be taken. The proposed optimization method is material flow analysis, which is giving an insight of the production organization of a company and its evaluation at different organizational levels. The analysis is based on a technological database and on the organization of individual departments of a company. It enables a material and information flow analysis as well as an analysis of the department and machines layout respectively. The result of the analysis is material flow rationalization, thus minimizing production costs.     

基于数字化工厂的车间布局规划研究

为克服传统的车间布局规划方法的不足,提出一种新的基于数字化工厂理论的布局规划方法.重点介绍该布局规划方法的流程和关键技术.该布局规划方法采用可视化仿真建模技术,开发的仿真平台具备良好的交互功能,为布局方案的评估和优化提供便利.通过某制造工厂的实际案例,介绍该布局规划方法的实施过程和效果.     

基于遗传光学算法的镜片加工车间布局优化

为了提高镜片加工车间生产效率,降低成本,对设备布局优化问题进行研究.以最小化镜片车间设备间物流搬运费用和设备包络面积为优化目标,构建了多行设备布局优化模型,并开发了一种遗传光学算法来求解模型.在算法设计中,通过连续编码、部分优先权解码的策略,将光学算法取代遗传算法中变异算子,改进了遗传算法容易陷入局部最优的缺点.结果表...     

注塑模具厂虚拟布局设计与仿真

研究传统的设施布置方法——系统布置设计(SLP)和现代物流仿真技术,利用系统布置设计法分析注塑模具厂的工艺及物流,完成工厂总平面布置设计;再利用计算机仿真技术对模具车间的典型作业流程进行建模仿真,使设施布置设计方案可视化,根据仿真结果,分析可能产生的瓶颈问题,对方案进行系统优化。     

精度焊接生产线规划

分析了精度焊接产品及其特点，提出精度焊接生产线规划的4个关键问题：广义工艺规划、生产规划、生产线布局及精度焊接的多元质量控制规划；针对各关键问题讨论了精度焊接生产线规划阶段的相应对策。根据精度焊接生产线规划的要求，提出了结合虚拟制造技术和现代优化算法的集成规划方法，并建立了相应的规划仿真环境，时精度焊接生产线规划具有参考价值和指导作用。     

基于改进遗传算法的工厂AGV安全路径规划

为了避免危害事故的发生,在复杂的加工制造工厂中规划AGV小车安全无碰撞的行驶路径,不能简单地将AGV看成一个质点。首先在传统的障碍物栅格地图中叠加了环境安全信息,构建了融合信息栅格地图,提出了一种改进的遗传路径规划算法,在其适应函数中加入安全信息,并采用A*算法产生的初始路径为基准进行安全优化,减少了算法的搜索空间和复杂度。在MATLAB中对算法进行了验证,并在Gazebo中模拟了制造工厂AGV路径规划过程,验证了该方法具有较快的收敛速度及有效性。     

基于典型零件的模具企业中长期设备资源规划建模

针对模具企业零部件加工为非重复性生产且需共享关键资源的特点,提出了一种基于典型零件的资源规划方法。定义了模具典型零件、设备类及模具典型零件标准工艺;建立了设备资源规划的整数规划数学模型;采用分枝—定界法对给定实例进行求解;计算结果证明了模型的有效性及实用性。     

基于IAGA的多行设施布局优化方法

针对横向和纵向通道位置和数量均不确定的多行设施布局问题,提出一种基于IAGA的多行设施布局优化方法。考虑设施最大纵横比约束,建立以物流成本、搬运设备空载成本及占地面积成本的加权平均值最小化为优化目标的布局优化模型;设计基于柔性隔间结构编码的改进自适应遗传算法(IAGA)对模型进行求解。算法中设计了自适应调整交叉概率、自适应选择交叉算子(双点交叉算子和单亲单点交换算子)及分别针对隔间结构和设施编号排列的基本位变异算子,提高了其收敛速度和搜索能力。最后,通过案例分析验证了IAGA算法的有效性。     

Emergent Synthesis Approaches to Control and Planning in Make to Order Manufacturing Environments

The main goal of manufacturing systems with make to order environments is to provide products for unique requirements of customers. The demand for products can vary not only in product variety but in optimum criteria. Whilst a manufacturing system might be capable of producing the required product, there can appear difficulties for the system to fulfill the cost and time related constraints of the consumer. This paper introduces emergent synthesis approaches to manufacturing control and production planning in make to order environments to evaluate and control the range of time and cost constraints that the system is able to complete.     

高精度可重构工业机器人的轨迹规划方法

为解决高精度制造业中机器人适应性差,无法重复利用的问题,将可重构工业机器人应用到制造业中。针对不同构型的机器人,提出了一种确定可重构6自由度机器人运动学参数的方法。定义单个模块坐标系和模块间坐标系的转换关系,并将与机器人构型变化相关的信息存储在专用库中,通过可重构的正向运动模块动态生成末端执行器在笛卡儿空间中的位置和方位;提出采用5-3-5样条曲线的机器人轨迹规划方法;建立单样条曲线和多样条曲线轨迹规划方程,求解不同参数下的最佳运动轨迹,保证了所生成的轨迹在位置、速度上是连续可微的,并且在开始和结束时具有0阶连续的加加速度轮廓;通过MATLAB进行轨迹跟踪仿真,与其他轨迹跟踪误差控制方法进行对比,仿真结果证明:所提出的轨迹规划方法具有良好的控制精度,并可使机器人无振动地平稳运行。     

面向大规模定制的制造企业设施布局分析

为了提高大规模定制型制造企业的生产效率,运用缪瑟的系统布置设计方法,对制造企业的各作业单元物流和非物流的相互关系进行分析,得出该企业的作业单位综合相关图。根据综合相关图,运用Tompkins的关系表技术对该企业的各作业单位的布局进行设计,最终运用面积图的知识,结合制造企业的实际情况,从而确定最终的设施布局图。     

生产线的设备规划布局设计与加工仿真的实现

生产线的设施规划布局设计作为制造系统设计的重要组成部分,它对生产设备的利用率、产品的生产与等待时间以及生产线的效率等都有密切关系。针对某企业机加工设备布局不合理现状,进行了机械加工设备布局方法及布局方案仿真技术的研究。通过分析设备布局的影响因素,建立了布局系统抽象模型,同时开发了设备布局原型系统,然后通过计算机仿真来预测系统的真实可用性,进而实现混合比加工零件的生产加工,仿真结果能够以图表或者文本的格式输出。通过在企业的实际应用表明,改进后的生产线设施规划布局方案能够有效地提高生产效率和设备利用率,仿真结果与实际结果比较接近。     

基于概率排序的Chip类元件焊点检测方法

为了提高自动光学检测系统在焊点分类、检测准确性和检测速度等方面的性能,针对Chip类元件焊点提出了基于概率排序的检测方法.通过分析彩色焊点图像、建立各焊点类型的模型、定义检测区域、提取区域的面积、重心和色彩梯度特征,并以出现概率的高低规划各焊点类型的检测顺序,进而设计出Chip类元件的焊点检测算法.结果表明,所提方法能有效地检测Chip类元件8种常见的焊点类型,且检测速度获得了明显提高.详细的分类和准确的检测有利于SMT生产线的质量控制,而快速可靠的焊点检测利于提高生产线的效率.     

三维仿真技术在车间布局设计中应用的研究

该文给出了利用关系数据库驱动三维仿真模型的设计思想和实现方法,将其应用于制造车问的布局的设计和分析,并最终实现了一种开放式,可视化的制造车间布局设计系统。本系统也为旧车间的布局改造提供了一种解决办法。     

面向敏捷制造的虚拟轴机床可重组研究

针对虚拟轴机床的结构特点，提出了虚拟轴机床可重组设计的方法，认为这种方法与敏捷制造和绿色制造相融合具有重要意义，给出了面向敏捷制造的虚拟轴机床可重组设计工作流程，为先进制造技术的敏捷性和环保性提供了一种新的技术平台。     

带约束的装配生产计划及其数据模型设计

生产计划的制订是企业生产的重要一环，往往要受到来自企业内外多种因素的影响．生产计划系统是制造执行系统的一个重要组成部分。通过分析生产计划中零部件生产厂家、库存数量、设备生产能力、人员生产能力等约束和限制，从技术上构造了系统相关数据模型，并提出装配生产计划系统数据结构模型的设计方案。     

提高SLM激光快速成型加工效率的途径

研究了在SLM激光快速成型加工中提高加工效率的方法。在保证成型件精度、微观组织和机械性能的前提下,要提高加工效率,主要通过路径规划和节约软件切片计算时间来实现,其中路径规划的方法主要有分区扫描、双向扫描以及二分法扫描算法。节约切片计算时间是通过多线程技术来实现的,即切片计算与激光加工同步进行。利用文中所述方法可以节省加工时间50%以上,从而极大地提高了加工效率。