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基于蚁群-遗传混合算法的设备布局优化方法

系统工程理论与实践 2019年第10期39卷 2581-2589页

作者：孙凯刘祥浙江财经大学工商管理学院杭州310018 哈尔滨理工大学经济与管理学院哈尔滨150080

以生产车间设备布局优化的最小物流费用为目标,建立了车间设备布局优化问题的二次分配模型,并采用蚁群-遗传混合算法来对这一模型进行求解.该混合算法将蚁群算法和遗传算法的优点相融合,以蚁群系统的解作为遗传算法的初始种群,克服了蚁... 详细信息

以生产车间设备布局优化的最小物流费用为目标,建立了车间设备布局优化问题的二次分配模型,并采用蚁群-遗传混合算法来对这一模型进行求解.该混合算法将蚁群算法和遗传算法的优点相融合,以蚁群系统的解作为遗传算法的初始种群,克服了蚁群算法的收敛速度慢,容易陷入局部最优以及遗传算法的容易早熟收敛等缺陷,来实现模型的全局最优.本文以某机械厂制造车间为例,运用MATLAB编程实现算法求解,结果显示:应用蚁群-遗传混合算法设计出来的设备布局新方案比原始方案总物流费用节约了10.6%,同时,混合算法在求解车间设备布局优化问题时比蚁群算法或者遗传算法速度更快,效果更好.

关键词：设备布局混合算法优化

基于SLP改进遗传算法的多区域单双行设备布局优化方法

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四川大学学报（自然科学版） 2022年第5期59卷 64-72页

作者：邢彩虹刘刚胡晓兵江代渝郭爽四川大学机械工程学院成都610065 工业云制造(四川)创新中心有限公司成都610096 四川大学宜宾产业技术研究院宜宾644000

针对多区域单、双行车间设备布局问题,利用车间二维平面坐标系将车间和设备参数化,构建出多区域单、双行设备布局的数学模型,并提出一种系统化布置设计法(SLP)与改进遗传算法结合的SLP改进遗传算法.算法以最小化车间物流成本为目标,考... 详细信息

针对多区域单、双行车间设备布局问题,利用车间二维平面坐标系将车间和设备参数化,构建出多区域单、双行设备布局的数学模型,并提出一种系统化布置设计法(SLP)与改进遗传算法结合的SLP改进遗传算法.算法以最小化车间物流成本为目标,考虑加工过程中产品质量的变化,采用分阶段的算法思想,引入自适应的交叉算子,使用混合种群的初始化方式.实验结果显示,该算法在解决多区域单、双行车间设备布局问题时能够以较快的速度收敛到较优解.

关键词：设备布局系统化布置设计法遗传算法车间物流

考虑设备布局的智能车间生产任务动态分配方法

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制造业自动化 2022年第7期44卷 91-94页

作者：丁凯罗丹张旭东长安大学工程机械学院智能制造系统研究所西安710064

智能制造环境下,合理的生产任务分配是保证交货期与生产效率的关键。为实现智能车间生产任务动态分配,提出了一种基于最大熵马尔科夫模型的智能车间生产任务动态分配方法。该方法考虑智能车间的设备布局,并引入特征函数,对工件加工工序... 详细信息

智能制造环境下,合理的生产任务分配是保证交货期与生产效率的关键。为实现智能车间生产任务动态分配,提出了一种基于最大熵马尔科夫模型的智能车间生产任务动态分配方法。该方法考虑智能车间的设备布局,并引入特征函数,对工件加工工序与机床进行匹配。案例研究表明,所提出的方法在解决生产任务动态分配方面具有较高的准确性和可靠性,有利于提高了智能车间制造资源的自治水平。

关键词：智能车间生产任务分配设备布局最大熵马尔科夫模型

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一种考虑系统复杂性的设备布局仿真评价方法

系统仿真学报 2017年第2期29卷 346-354页

作者：俞爱林陈庆新毛宁广东工业大学广东省计算机集成制造系统重点实验室广东广州510090

为研究不同设备布局方式下定制型装备制造系统的性能,提出了一种考虑制造系统复杂性的仿真评价方法。根据企业实际,归纳与抽象了三种典型的装备制造系统设备布局方案;考虑系统复杂性,构建了制造系统设备布局方案的评价指标体系,着重阐... 详细信息

为研究不同设备布局方式下定制型装备制造系统的性能,提出了一种考虑制造系统复杂性的仿真评价方法。根据企业实际,归纳与抽象了三种典型的装备制造系统设备布局方案;考虑系统复杂性,构建了制造系统设备布局方案的评价指标体系,着重阐述了系统结构熵模型及系统运行熵模型的构建方法;在抽象产品、工艺模型的基础上,构建了相应的系统仿真模型;通过仿真实验,获得了评价指标体系的各类参数,进而对布局方案进行评价。

关键词：设备布局仿真评价系统复杂性装备制造

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飞机结构件生产线设备布局仿真与优化

机械设计与制造 2023年第1期383卷 222-228页

作者：孟飙乔苗苗乔兴华曲学军沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点实验室辽宁沈阳110000 张家界航空工业职业技术学院航空制造工程系湖南张家界427000 沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110000 沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136

针对飞机结构件生产线设备布局物流成本高、设备布局不合理等问题,提出采用遗传算法对飞机结构件生产线设备布局进行优化,寻求最优布局方案。研究重点为遗传算法在多设计变量及工业生产过程中的应用。分析历史订单数据,得出各设备之间... 详细信息

针对飞机结构件生产线设备布局物流成本高、设备布局不合理等问题,提出采用遗传算法对飞机结构件生产线设备布局进行优化,寻求最优布局方案。研究重点为遗传算法在多设计变量及工业生产过程中的应用。分析历史订单数据,得出各设备之间的物流关系,并以此建立以历史订单数据和物流成本最低为目标函数的优化模型。在优化过程中,考虑实际基因型交叉情况,提出采用以两设备之间的历史订单数最大为约束条件来进行交叉操作。采用MATLAB软件和Plant Simulation软件对该模型进行仿真,两者仿真结果表明:优化后的设备布局在实际生产过程中有效降低了物流成本,且各设备间的物流量较为均衡,符合生产经济性原则,验证了遗传算法求解飞机结构件生产线设备布局的可行性与有效性。

关键词：飞机结构件遗传算法设备布局仿真优化 Plant Simulation

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基于变分自动编码器的设备布局优化研究

基于变分自动编码器的设备布局优化研究

作者：赵欣宇西南交通大学

学位级别：硕士

在碳中和的大背景下,我国政府加强了对全国能源结构的调整力度,意在推进国家清洁能源的全面部署,力争实现全国产业链的低碳化、绿色化和可持续化。作为清洁能源之一的核电是其中的重要一环,因此在“十四五”规划中明确规定了到2025年实... 详细信息

在碳中和的大背景下,我国政府加强了对全国能源结构的调整力度,意在推进国家清洁能源的全面部署,力争实现全国产业链的低碳化、绿色化和可持续化。作为清洁能源之一的核电是其中的重要一环,因此在“十四五”规划中明确规定了到2025年实现在运核电达到7000万千瓦的期望。核电的全面建设对核电站设计提出了更高的要求,以保证核电站运行的安全性、可靠性和高效性。核反应堆设备布局设计是核电站总体设计的重点,是指在一个封闭空间内,充分考虑各级设备属性和特点以及设备间的多种约束条件,进行多约束目标驱动下的设备布局。在对核反应堆进行布局设计时需要面临待布物体多,约束条件多等困难,再加上针对不同的布局需求往往需要重新设计目标函数来生成满足相应约束条件的设备布局,这使得核反应堆的设计工作变得难上加难,严重影响了设计效率,极大增加了设计成本。针对以上难题,本文旨在基于变分自动编码器提出一种核反应堆设备布局的自动化生成技术,学习设备布局的约束特征并掌握核反应堆设备布局设计经验,能根据不同的设计需求快速生成满足相应约束条件的设备布局。本文的主要内容如下:(1)本文建立了设备布局场景的数学模型,并探讨了设备布局中涉及的对称、靠近、低重心、边界约束和重叠约束等约束条件的数学化分析,进一步实现约束条件的量化计算,以此作为网络生成布局结果的量化评价指标或作为网络训练的损失项。(2)进一步的构建了基于结构化可变形网格的设备布局生成网络。该模型以核反应堆中的单个设备为编码单元,对与该设备有关的约束条件、与该设备有联系的其他设备以及该设备的形变信息进行编码。对其他设备进行同样的编码并输入设备布局生成网络进行训练,训练后的网络能完成对核反应堆设备布局的自动化生成。(3)针对基于结构化可变性网格的设备布局生成网络在设备信息编码的不全面性,布局生成过程的不可指导性和输出设备布局数据的不可直接使用性,提出了基于条件变分自动编码器的设备布局生成网络。该网络以整体核反应堆设备布局为编码单位,将真实设备布局转换成包含各种约束条件的场景图,并使用图卷积神经网络进一步处理输入的场景图。通过预测场景图中对象的边界框来学习设备布局特征,依据学习到的设备分布特征并以场景图作为条件快速地生成符合给定评价指标要求的生成设备布局。

关键词：设备布局场景图变分自动编码器布局生成图卷积神经网络

基于NSGA-Ⅱ的生产线缓存与设备布局协同优化

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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同济大学学报（自然科学版） 2016年第12期44卷 1902-1909页

作者：李爱平于海斌傅翔范国良同济大学机械与能源工程学院上海201804

为解决因布局过程忽略或粗略设置缓冲区占地面积而造成的生产拥挤或空间浪费问题,针对缓存配置与设备布局问题展开协同优化.基于连续时间Markov随机过程原理建立排队网节点状态模型,求解生产线设备平均利用率.以设备利用率、物料搬运距... 详细信息

为解决因布局过程忽略或粗略设置缓冲区占地面积而造成的生产拥挤或空间浪费问题,针对缓存配置与设备布局问题展开协同优化.基于连续时间Markov随机过程原理建立排队网节点状态模型,求解生产线设备平均利用率.以设备利用率、物料搬运距离和占地面积为优化目标,建立缓存配置与设备布局协同优化模型.通过改进的NSGA-Ⅱ算法对该模型进行优化.最终,通过某柴油机缸体生产线实例验证了本文提出方法的有效性.

关键词：设备布局缓存配置协同优化 Markov随机过程排队网 NSGA-Ⅱ算法

基于改进型自适应遗传算法求解设备多行布局问题

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上海交通大学学报 2013年第12期47卷 1924-1929页

作者：周娜宓为建徐子奇舒帆上海海事大学物流工程学院上海201306

对面积不等、形状固定的设备多行布局问题,提出了自由换行布局策略和净行间距概念.构建了带逆向物流、净行间距的多目标组合优化数学模型.引入免疫系统群体多样性作为种群进化的标志的基础上,建立了改进的自适应遗传算法(Improved Adapt... 详细信息

对面积不等、形状固定的设备多行布局问题,提出了自由换行布局策略和净行间距概念.构建了带逆向物流、净行间距的多目标组合优化数学模型.引入免疫系统群体多样性作为种群进化的标志的基础上,建立了改进的自适应遗传算法(Improved Adaptive Genetic Algorithm,IAGA),实现了交叉概率和变异概率的非线性自适应调整.最后,对算法进行了实验对比分析.结果表明,所提出的算法能快速有效地获得问题的近似最优解,稳定性好,对解决设备多行布局组合优化问题具有实用价值.

关键词：设备布局自由换行净行间距改进型自适应遗传算法

SLP方法在康奈尔公司单元化设备布局优化研究

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SLP方法在康奈尔公司单元化设备布局优化研究

作者：林忠燕兰州理工大学

学位级别：硕士

随着全球经济一体化的快速发展,多样化和个性化的产品成为市场需求的主流,产品种类的频繁变动给中小型制造企业的生产运作带来新的挑战。康奈尔公司承接的产品大多数具有多品种、小批量生产特性,零件的生产未考虑零件结构和工艺流程方... 详细信息

随着全球经济一体化的快速发展,多样化和个性化的产品成为市场需求的主流,产品种类的频繁变动给中小型制造企业的生产运作带来新的挑战。康奈尔公司承接的产品大多数具有多品种、小批量生产特性,零件的生产未考虑零件结构和工艺流程方面的相似性,缺少工艺链排序上的流程化和规范性,导致了生产周期长、加工效率低、物流成本高、组织管理复杂等一系列问题。因此,有效地优化多品种、小批量生产车间的工艺流程及设施布局,最大化地降低企业物流成本及提高生产效率,将是众多中小型生产企业现在面临并亟待解决的问题。针对上述问题,本文将以成组技术为切入点,结合SLP方法对制造车间的设施布局进行优化设计。首先,基于成组技术在多品种、小批量产品加工中的应用和发展,采用生产流程分析法将零件按其结构、工艺流程相似性等方面展开成组技术研究,将零件分类成组形成零件族。其次,采用复合工艺路线法对各组加工工艺流程进行优化,并依据各组产量和产出工时计算出每组所需的设备数量,规划出车间成组生产单元。最后,将SLP方法应用到公司生产车间布局改造项目中,以各作业单位综合相关性最大和物料搬运成本最低为目标,分析作业单位间物流量的关系,确定各作业单位综合相关关系,运用加工车间各作业单元间密切程度对综合相互关系等级进行划分,通过SLP方法对成组加工单元在生产车间内的布局进行优化设计,确定生产布局优化方案。本文为多品种小批量模式下生产型企业的车间设备布局提供了一些基本的研究思路,为有效地改善频繁的作业转换和提高设备稼动率提供了方法支持。通过定性分析与定量分析对整个方案进行预期效益验证,使工艺种类大幅度减少,生产周期大幅度缩短,零件的生产效率和加工质量迅速提高。

关键词：多品种小批量成组技术 SLP 设备布局