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计算机集成制造系统 2004年第12期10卷 1561-1566页

作者：李杰王云峰朱昭贤徐勇河北工业大学管理学院天津300130 美国宾西法尼亚州立大学信息科学与技术学院 pa16801 南开大学自动化系天津300071

针对制造单元构建的问题特征,提出基于模糊C均值逻辑的制造单元构建算法。采用改进的减法聚类法产生初始聚类中心,防止陷入局部优化;提出制造单元构建专用的距离函数测定零件的相似性,避免欧几里德距离函数造成的对零件的错误聚类;采用... 详细信息

针对制造单元构建的问题特征,提出基于模糊C均值逻辑的制造单元构建算法。采用改进的减法聚类法产生初始聚类中心,防止陷入局部优化;提出制造单元构建专用的距离函数测定零件的相似性,避免欧几里德距离函数造成的对零件的错误聚类;采用最优迭代方案选择算法,避免因停止参数选择不当造成算法最终迭代方案不可行。通过对10组文献数据和90组随机产生数据的大规模测试和比较分析,表明了算法性能的优越性。

关键词：单元制造制造单元构建模糊C均值算法模糊聚类

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面向应急动员批产的流水式制造单元构建技术

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计算机集成制造系统 2008年第1期14卷 64-72页

作者：白书清王爱民李伯虎北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

针对国防应急动员批产生产线的规划问题,提出了流水式制造单元构建技术,建立了以产品生产节拍为核心的流水式制造单元构建目标模型。该模型通过对产品组合、生产批量和交货期的分析,确定了生产节拍和制造系统初始规模。利用成组聚类分... 详细信息

针对国防应急动员批产生产线的规划问题,提出了流水式制造单元构建技术,建立了以产品生产节拍为核心的流水式制造单元构建目标模型。该模型通过对产品组合、生产批量和交货期的分析,确定了生产节拍和制造系统初始规模。利用成组聚类分析方法,构建了基于零件工艺路线相似性分析的初始制造单元。提出了基于启发式规则的工艺路线确定方法和设备资源优化分配机制。综合考虑零件是否为关重件,以及零件是否全部按期完成加工(齐套生产)和生产节拍等因素,实现了制造单元的优化调整,形成了设备共享能力定量分配方案的单元化制造系统。开发了软件系统,并通过实例验证了所提算法的有效性,为战时国防动员生产提供了可行的解决途径。

关键词：制造单元构建应急动员批产流水式生产节拍均衡

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基于改进遗传算法面向多周期订单的动态制造单元构建

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作者：张晓彤燕山大学

学位级别：硕士

随着制造技术的发展及市场竞争的加剧,生产方式由早期的单一品种大批量生产转向了大规模定制下的多品种变批量生产。单元制造是面向多品种变批量生产的主要制造模式,同时也是单元制造系统、柔性制造系统、精益生产、敏捷制造和智能制造... 详细信息

随着制造技术的发展及市场竞争的加剧,生产方式由早期的单一品种大批量生产转向了大规模定制下的多品种变批量生产。单元制造是面向多品种变批量生产的主要制造模式,同时也是单元制造系统、柔性制造系统、精益生产、敏捷制造和智能制造等先进制造系统的重要组成部分。制造单元的构建是实施单元制造的基础,本文研究了多周期订单下融合员工分配的动态制造单元构建问题,主要研究内容如下:首先,分析了动态制造单元构建的主要因素,确定了多周期订单下融合员工分配的动态制造单元构建的总体方案。对多周期订单、机床、员工、单元布局信息进行了数学建模,并设计了单元构建问题的优化变量,在此基础上采用数学规划法建立了分阶段的单元构建优化模型。在第一阶段,以多周期下的物流成本、加工成本、机床移动成本、机床负荷平衡惩罚成本之和最小为目标建立了物理单元构建优化模型;在第二阶段,以员工负荷平衡率最大为目标建立了基于第一阶段构建结果的员工分配优化模型。之后,针对上述优化模型改进了遗传算法进行求解。主要改进之处包括设计了二维的染色体编码方式、分段交叉变异及置位操作算子;针对模型中的约束条件设计了机床位置修正算法、单元分割点修正算法、零件路径分配修正算法、员工分配修正算法,用于修正染色体对应部分的非法编码,提高了算法的求解效率。然后,基于Matlab平台编制了模型算法的全部程序,设计了动态制造单元构建的原型系统,并通过算例验证了算法的可行性。最后,针对新零件在已规划制造单元中的插入问题,探讨了基于神经网络的入线判断方法,设计了神经网络的结构,实现了通过零件编码对新零件的可加工性进行判断。

关键词：制造单元构建数学规划法遗传算法约束修正神经网络

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基于排队网络模型的制造单元构建

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作者：李翔兰州交通大学

学位级别：硕士

如何为需求差异化的顾客在规定的时限内提供保质保量的产品是所有制造类企业都面临的问题。对于采用多品种、小批量生产模式的中小企业而言,这个问题关乎企业的存活。单元制造系统(Cellular Manufacturing System,CMS)是解决该问题的有... 详细信息

如何为需求差异化的顾客在规定的时限内提供保质保量的产品是所有制造类企业都面临的问题。对于采用多品种、小批量生产模式的中小企业而言,这个问题关乎企业的存活。单元制造系统(Cellular Manufacturing System,CMS)是解决该问题的有效途径之一,它兼备了灵活作业车间与流水车间的优点,具备较高的柔性与生产效率,因而能够较快的完成订单生产任务。单元构建(Cell Formation,CF)是实施单元制造系统的第一步,也是最重要的一步。针对单元构建中单元分组数的确定、单元构建、加工路径选择等关键技术,本文进行了深入的研究,具体内容如下:鉴于现有方法单元数不确定的问题,本文提出了一种借助模糊聚类算法确定单元数的方法。首先分析了模糊聚类c均值(Fuzzy c-Means,FCM)算法在单元构建领域的应用,借助前人对算法提出的改进,进一步分析了多个聚类有效性函数的不足,针对单元构建问题的实质,提出了一种考虑类内紧凑度、类间分离度和成组功效的聚类有效性函数。然后基于改进后的FCM算法和新的聚类有效性函数设计了求解最优单元数的方法。多组不同规模的数据实验表明本文方法的有效性。本文在解决CF问题时引入了排队网络,首先将整个制造系统等效为一个开环排队网络模型,将网络中的设备看作是M/G/1排队系统。假设缓冲区容量对排队系统稳定性的不造成影响,考虑工件的到达率不同、工件具备多条工艺路径、工件在单元内与单元间转运时间不同、设备对不同工件的服务率不同等因素,以最小化工件在排队系统中的总逗留时间、工件在网络中的总转运时间、单元工作时间平滑度和工件跨单元转运次数为目标建立一个多目标非线性优化模型。为了求解模型,首先对目标函数进行分析,结合计算单元数的问题,确定模型求解思路。然后运用遗传算法对工件在网络中的逗留时间进行优化确定工艺路径,利用NSGA-Ⅱ算法优化总转运时间函数与单元工作时间平滑度函数确定设备组。最后通过最小化单元块外的例外元素个数将零件族合理的分配到设备组内。最后为验证本文单元构建模型的实际应用,将模型及算法应用于兰州某配电设备厂商的机加工车间。对比单元构建前后的优化目标,结果表明单元构建方案的有效性。

关键词：单元制造系统排队网络模型制造单元构建模糊聚类 NSGA-Ⅱ算法

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基于分布估计算法的制造资源选择与制造单元构建算法研究

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作者：卢红领华中科技大学

学位级别：硕士

敏捷制造作为21世纪的制造企业战略,是一种适合全球产品市场快速变化的制造模式。资源重构是实现敏捷制造的关键技术之一,而制造资源选择和制造单元构建是资源重构的重要内容。因此,探索和研究制造资源选择和制造单元重构方法,对于实现... 详细信息

敏捷制造作为21世纪的制造企业战略,是一种适合全球产品市场快速变化的制造模式。资源重构是实现敏捷制造的关键技术之一,而制造资源选择和制造单元构建是资源重构的重要内容。因此,探索和研究制造资源选择和制造单元重构方法,对于实现产品的敏捷制造,促进我国制造业的快速发展,具有重要的理论意义和实践意义。本文重点研究了敏捷制造系统重构中的制造资源选择、敏捷制造单元重构中的制造资源选择和制造单元构建三个方面的问题。敏捷制造系统重构中的制造资源选择问题是典型的0-1整数规划问题,本文根据问题的特点,设计了引进虚拟资源方案和采用ECGA概率模式的方法,设计了敏捷制造系统重构中基于EDA的制造资源选择算法,算法具有快速、有效、通用等优点。敏捷制造单元重构中的制造资源选择问题是整数线性规划问题,本文在引入变异算子对EDA算法改进的基础上,设计了敏捷制造单元重构中的制造资源选择算法。算法有效、快速地解决了敏捷制造单元重构中的制造资源选择问题,同时,算法的通用性也为解决整数线性规划问题提供了一种新的方法。制造单元构建问题是典型的组合优化问题,也是NP难问题。本文采用了UMDA概率模式、自然数编码方案、修正算子和局部搜索算子设计了一种基于EDA的制造单元构建算法,算法有效、快速地解决了此问题。

关键词：敏捷制造 EDA算法制造资源选择制造单元构建

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模糊C均值算法参数仿真研究

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系统仿真学报 2008年第2期20卷 509-513页

作者：李杰徐勇朱昭贤王云峰河北工业大学管理学院天津300401 天津大学系统工程研究所天津300072 美国宾州州立大学信息学院 PA16801

通过对制造单元构建领域的20组文献数据的仿真实验,研究了不同参数对FCM聚类性能的影响,得出了面向制造单元构建的FCM最佳参数组合。实验结果表明:(1)随着模糊度指数m的增加,成组效果降低,聚类时间减少;(2)随着停止参数ξ的减小,不可行... 详细信息

通过对制造单元构建领域的20组文献数据的仿真实验,研究了不同参数对FCM聚类性能的影响,得出了面向制造单元构建的FCM最佳参数组合。实验结果表明:(1)随着模糊度指数m的增加,成组效果降低,聚类时间减少;(2)随着停止参数ξ的减小,不可行方案数量增加,聚类时间增加;(3)FCM的最佳参数选取为模糊度指数等于2,停止参数等于0.01。

关键词：模糊聚类模糊C均值算法参数制造单元构建

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