面向大規(guī)模定制的柔性細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)及其重構(gòu)研究.pdf

1、大規(guī)模定制的目標(biāo)是以大規(guī)模生產(chǎn)的成本和速度為顧客制造個性化的定制產(chǎn)品。合理的生產(chǎn)組織模式能有效的降低大規(guī)模定制產(chǎn)品的成本，提高響應(yīng)市場的速度，然而現(xiàn)有的生產(chǎn)組織模式無法滿足大規(guī)模定制生產(chǎn)所要求的可重構(gòu)、投資少、柔性高、提前期短、生產(chǎn)效率高、物流成本低等特性，因此，迫切需要一種能適應(yīng)大規(guī)模定制需求的生產(chǎn)組織方式使大規(guī)模定制生產(chǎn)從理論走向?qū)嵺`。所以，針對大規(guī)模定制下生產(chǎn)組織特點，本文提出了基于作業(yè)細(xì)胞的面向大規(guī)模定制的柔性細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)及其重

2、構(gòu)這一命題。
　　 本文詳細(xì)分析了當(dāng)前典型生產(chǎn)模式的特點以及不足之處，研究了大規(guī)模定制環(huán)境下生產(chǎn)組織特點及生產(chǎn)管理需求，在此基礎(chǔ)上提出了基于作業(yè)細(xì)胞的面向大規(guī)模定制的柔性細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)，建立了柔性細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)集成框架，研究了細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)重構(gòu)與布局規(guī)劃系統(tǒng)，分析了該系統(tǒng)中的三個關(guān)鍵技術(shù)，并在后續(xù)章節(jié)中深入研究了細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)中兩種作業(yè)細(xì)胞的性能、面向大規(guī)模定制的細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)重構(gòu)及考慮輪廓距離的U型作業(yè)細(xì)胞的布局與通道設(shè)計等問題，具體研

3、究內(nèi)容如下：
　　 ①為解決細(xì)胞生產(chǎn)中“一步接一步”型作業(yè)細(xì)胞員工數(shù)量確定及產(chǎn)能計算問題，對“一步接一步”型雙資源約束制造系統(tǒng)進(jìn)行了研究。提出了指派員工數(shù)量的計算方法和作業(yè)細(xì)胞產(chǎn)能計算方法。建立了面向?qū)ο驪etri網(wǎng)邏輯模型并形式化定義了操作規(guī)則，通過仿真方法確認(rèn)作業(yè)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)后系統(tǒng)的空間及物理層面特征，采用數(shù)值分析方法分析了同質(zhì)員工與異質(zhì)員工兩種情況下生產(chǎn)系統(tǒng)的特性，確定了員工在作業(yè)細(xì)胞中的等待時間計算方法及產(chǎn)能計算方法。最后通

4、過案例和仿真驗證了計算方法的有效性，為企業(yè)應(yīng)用該生產(chǎn)模式提供了重要指導(dǎo)。
　　 ②以細(xì)胞生產(chǎn)方式中追逐式柔性作業(yè)細(xì)胞為研究對象，針對作業(yè)細(xì)胞中多位行走員工加工速率不等從而嚴(yán)重影響產(chǎn)能問題，提出了設(shè)立超越站來運行超越機(jī)制的解決方法并驗證了方法的有效性。首先定義了超越機(jī)制下多種運行規(guī)則并建立了含超越機(jī)制的面向?qū)ο驪etri網(wǎng)的運行邏輯模型，其次通過數(shù)學(xué)分析計算了建立超越機(jī)制后生產(chǎn)周期節(jié)省值，最后建立了仿真平臺，采用實測數(shù)據(jù)對無超越機(jī)

5、制與有超越機(jī)制情況下系統(tǒng)在產(chǎn)能、設(shè)備利用率、工時利用率的變化規(guī)律進(jìn)行了對比研究，發(fā)現(xiàn)了一系列超越機(jī)制下系統(tǒng)運行規(guī)律。結(jié)果為企業(yè)采用該型作業(yè)細(xì)胞提高產(chǎn)能提供了重要理論指導(dǎo)。
　　 ③針對大規(guī)模定制批量化與定制化的生產(chǎn)組織要求，分析了細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)在大規(guī)模定制生產(chǎn)的適用性，綜合考慮了的動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)設(shè)備重置、多能工重新指派、多周期生產(chǎn)計劃、交貨策略、招聘解雇成本等多種因素，建立了以重構(gòu)成本最小為目標(biāo)函數(shù)的動態(tài)細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)重構(gòu)規(guī)劃模型，

6、并驗證了模型的有效性。
　　 ④針對考慮上下料點且具有固定形狀的柔性細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)中的U型作業(yè)細(xì)胞布局問題，以最小化作業(yè)細(xì)胞間的運輸總距離為目標(biāo)函數(shù)，建立了規(guī)劃模型，確定了作業(yè)細(xì)胞的上下料點的坐標(biāo)，作業(yè)細(xì)胞在車間內(nèi)垂直和水平的布局方向，并提出對布局圖添加輔助點的方法，以此為基礎(chǔ)將布局結(jié)構(gòu)映射為無向圖結(jié)構(gòu)，以確定作業(yè)細(xì)胞間路徑的走向和距離。采用每對作業(yè)細(xì)胞間輪廓距離最短為目標(biāo)函數(shù)，確定了車間布局中的通道結(jié)構(gòu)。
　　 最后，本