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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 569-580页

作者：谢洁明陈庆新毛宁张惠煜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510006

在具有有限能力物料储运系统的单元流水式车间中,针对单元上料与下料(P/D)口位置布局与物料搬运agv数量配置的联合优化问题,建立了以最小化平均运输总成本和agv配置成本为目标的单元P/D口布局与agv配置联合优化模型。由于P/D口布局与AG... 详细信息

在具有有限能力物料储运系统的单元流水式车间中,针对单元上料与下料(P/D)口位置布局与物料搬运agv数量配置的联合优化问题,建立了以最小化平均运输总成本和agv配置成本为目标的单元P/D口布局与agv配置联合优化模型。由于P/D口布局与agv配置具有不同的优化特点,为了提高算法效率和结果的质量,提出一种嵌入共轭优化法和粒子群优化的网格自适应直接搜索算法(PMADS),在优化过程中分别对新解的P/D口布局及对应的agv配置进行再优化。将所提算法与其他对比算法应用于某精密制造企业新工厂规划项目,结果显示PMADS算法在性能和求解质量上均优于其他算法,有效解决了单元流水式车间单元P/D口布局与agv配置的联合优化问题。结果验证了所提算法在求解车间单元P/D口布局与agv配置问题上的有效性、高效性及实用价值,所提共轭优化法加强了算法搜索的方向性,提高了算法效率和解的质量。

关键词：上下料口布局 agv配置有限能力物料储运系统粒子群网格自适应直接搜索共轭优化法

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随机批量运输的柔性作业车间agv配置优化

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工业工程 2024年第2期27卷 119-129页

作者：张惠煜王松龄陈庆新毛宁广东工业大学广东省计算机集成制造重点实验室广东广州510006

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... 详细信息

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。

关键词：柔性作业车间 agv配置批量运输仿真优化

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面向整车生产车间SPS物料配送的方法研究

面向整车生产车间SPS物料配送的方法研究

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作者：叶建合肥工业大学

学位级别：硕士

随着市场竞争的加剧和顾客对产品个性化、多样化要求的增强,整车制造企业不断推出新车型以迎合市场的需求,为了提高装配线的利用率,整车生产车间普遍采用多车型混流生产的方式。由于多车型、多配置和准时制(Just In Time,JIT)生产的要求... 详细信息

随着市场竞争的加剧和顾客对产品个性化、多样化要求的增强,整车制造企业不断推出新车型以迎合市场的需求,为了提高装配线的利用率,整车生产车间普遍采用多车型混流生产的方式。由于多车型、多配置和准时制(Just In Time,JIT)生产的要求,导致线边物料的种类和数量成倍增加,这对车间的物料配送提出了更高的要求。辆份式配送(Set Parts Supply,SPS)的应用能有效解决生产线边物料存储空间不足的问题,本文以整车生产车间物料SPS配送过程为研究对象,提出了配送松弛度最小化的配送方案,实现了物料准确、及时配送。论文首先阐述了整车生产车间常用的物料拉动方式,在介绍推式配送和拉式配送两种基本思想的基础上,对车间常用的物料配送模式进行了概述;随后从物料布局、分拣和运行流程等方面详细介绍了SPS配送的相关理论。然后在此基础上研究了SPS模式下搬运工具的数量配置问题,在规划阶段提出了一种简便的估算方法用于指导配置方案的设计,接着采用免疫算法求解了将搬运任务进行分组以及组内任务排序的搬运工具数量配置模型,发现后一种方法能得到更优的数量。然后针对生产过程中各种约束条件下的物料SPS配送问题,提出配送松弛度的概念,并以此为优化目标,构建了配送松弛度最小化的数学模型,采用启发式的非线性整数规划方法求解模型,得出了单agv单次配送的速度和配送量,并在Flexsim仿真平台上验证了模型和求解方法的有效性。最后在SPS配送理论和方法的指导下,设计开发了一套面向整车生产车间的SPS物料配送系统,并在某整车生产车间得以实现,验证了本文提出的配送方法的可行性和有效性。

关键词：物料配送系统 SPS配送整车生产车间 Flexsim仿真 agv配置

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考虑缓冲区的自动化集装箱码头协同调度优化

考虑缓冲区的自动化集装箱码头协同调度优化

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作者：丁博大连海事大学

学位级别：硕士

当今的世界处在一个全球化、经济化的高速发展进程中,世界各国之间的进出口贸易量及集装箱吞吐量每年都在大幅度增长,这不仅促使了船舶大型化的发展,也对我国的港口码头提出了很高的要求。我们亟需加强港口集装箱码头的基础设施建设以... 详细信息

当今的世界处在一个全球化、经济化的高速发展进程中,世界各国之间的进出口贸易量及集装箱吞吐量每年都在大幅度增长,这不仅促使了船舶大型化的发展,也对我国的港口码头提出了很高的要求。我们亟需加强港口集装箱码头的基础设施建设以及码头的装卸、运输设备间的配合,加快集装箱码头自动化、信息化的发展进程。相比于传统集装箱码头,自动化集装箱码头具有很多优势,不仅可以提高集装箱码头生产作业的效率,还可以降低集装箱码头的运营成本,包括人工成本、碳排放成本、时间成本等,而且在降低成本的同时也保障了工人的人身安全,降低了集装箱码头的经营风险、安全风险。正因有如此显著的优势,国内外多数港口都在积极推进自身的传统集装箱码向自动化集装箱码头转型并开始大规模建设新自动化集装箱码头。为提高自动化集装箱码头的生产作业效率,加强各装卸运输设备在作业环节中的衔接,减少设备之间的相互等待时间与作业时间,实现自动化集装箱码头的设备协同调度的整体优化。本文考虑了agv的配置数量及缓冲区中缓冲支架容量的影响,以岸桥门架小车、agv、海侧场桥之间的等待时间成本与agv的运输时间成本之和最小为目标,建立了自动化集装箱码头岸桥门架小车、agv和堆场海侧场桥三者的协同调度模型。结合本文所研究的问题,设计了改进模拟退火遗传算法进行求解。借鉴上海洋山港自动化集装箱码头的布局方式,设置一定规模的算例及参数,控制实验环境与相关变量因素相同,进行数值实验。通过计算得到相应的最佳调度方案与最佳的agv和缓冲支架的配置数量,对实验结果进行纵向及横向的对比以及结合自动化集装箱码头的实际情况,分析缓冲区中的缓冲支架容量及agv的数量对调度方案的影响。之后通过对agv的调度模式、箱区堆存模式等因素进行敏感度分析,选出更适合自动化集装箱码头的agv调度模式与箱区堆存模式,进一步验证本文模型及算法的有效性。实验结果表明,agv的配置数量及缓冲支架的容量、agv调度模式、箱区堆存模式会对目标函数及调度方案造成很大的影响,缓冲支架的最佳容量值、agv最佳数量的配置、岸桥门架小车最佳装卸效率需要根据码头具体装卸任务数量、设备资源规模等因素来确定。相比于箱区的分堆模式及agv单船作业线调度模式,箱区混堆模式与agv单船作业面调度模式会使各设备间的等待时间与agv行驶时间更短,也更适用于自动化集装箱码头。

关键词：自动化集装箱码头缓冲区协同调度 agv配置模拟退火遗传算法

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混流装配线SPS物料配送优化研究

混流装配线SPS物料配送优化研究

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作者：王亚茹成都理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步和经济的飞速发展,消费者对于商品的个性化和多元化提出更高的需求。为了满足顾客的这种需求,制造业已逐渐由传统的单品种大批量生产方式转变为多品种混流生产方式。由于混流生产中生产的产品种类增多,导致生产线边... 详细信息

随着科学技术的进步和经济的飞速发展,消费者对于商品的个性化和多元化提出更高的需求。为了满足顾客的这种需求,制造业已逐渐由传统的单品种大批量生产方式转变为多品种混流生产方式。由于混流生产中生产的产品种类增多,导致生产线边堆积的零部件材料成倍增加。为解决生产线零件堆积混乱、线边零件存储空间不足的问题,很多企业引进了单份量配送模式(Set Parts Supply,SPS)。本文以某外饰生产厂前保险杠混流装配线为研究对象,为解决其混流装配线实行SPS配送模式后物料供应不及时的问题,在对该混流装配线物料配送现状进行深入分析的基础上,指出导致其物料供应不及时的原因——零部件暂存区零件放置混乱、SPS配送路径规划不合理以及SPS配送方案安排不合理。针对零部件暂存区零件放置混乱的问题,本研究采用系统布置设计(Systematic Layout Planning,SLP)方法对其进行重新规划,通过对零部件间相互关系分析依次得到零件相互关系表、零件综合接近程度表和零件位置布置关系图,综合考虑各种实际因素后得出较为合理的零部件暂存区布置图;针对SPS配送路径规划问题,本研究在传统遗传算法的基础上加入平滑算子,并用MATLAB求解出平滑度较小更适宜agv小车行走的最优路径;针对SPS配送方案的问题,本研究以上线点处库存量最小为优化目标,建立数学模型并求解,得出最优的agv小车数量及单次配送套数并用Flexsim软件验证模型和求解方法的有效性。通过SPS物料配送改进方案在前保险杠混流装配线的应用后,使得装配线各车型拣料时间减少20%,产量提高16%,有效解决了混流装配线物料配送不及时的问题。本文创新点:在选题方面,多数文献对生产线物料配送研究大多集中在整车装配车间,本文选取外饰装配线的零部件配送过程为研究对象,并以前保险杠装配线为例,对其零部件配送现状进行分析、总结问题并改进。在理论方面,目前国内针对SPS配送理论研究较少,且缺乏针对SPS配送现场布局的整体研究,本文结合某外饰生产厂实际情况,对其SPS配送现场布局进行优化设计。在方法方面,SLP方法主要应用在车间布局、物流设施规划等方面,本研究将SLP方法用在了零件暂存区布置规划,拓展了该理论的应用范围。

关键词： SPS配送混流装配线路径规划 agv配置

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