制造單元構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國目前存在著大量的中小企業(yè)，采用小批量、多品種的生產(chǎn)模式。如何用有限成本提供個性化、高質(zhì)量的產(chǎn)品是這些制造企業(yè)存活的關(guān)鍵。受成組技術(shù)思想啟發(fā)的單元制造系統(tǒng)(Cellular Manufacturing System，CMS)是解決該問題的有效途徑之一，而單元構(gòu)建(Cell Formation，CF)是決定單元制造系統(tǒng)成敗的第一步，也是最重要的一步。
　　 針對單元構(gòu)建中單元分組數(shù)的確定、單元構(gòu)建方案的生成、CF候選方案評價(jià)與選

2、擇等關(guān)鍵技術(shù)問題，本文對其展開研究，具體內(nèi)容如下：
　　 針對現(xiàn)有方法單元分組數(shù)不確定的問題，提出了一種單元構(gòu)建過程中單元分組數(shù)的確定方法。首先分析了權(quán)重指數(shù)、聚類中心和度量方式等不同對聚類效果、聚類中心和隸屬度的影響，根據(jù)問題的規(guī)模合理選擇權(quán)重指數(shù)和聚類中心及度量方式的確定方法；其次采用了模糊c均值(FCM)算法計(jì)算在指定單元分組數(shù)范圍內(nèi)零件間的隸屬度和聚類中心，在此基礎(chǔ)上計(jì)算評價(jià)聚類性能的四個指標(biāo)值；以綜合性能指標(biāo)最優(yōu)確定最

3、佳的單元分組數(shù)，從而獲得最佳的單元分組解。
　　 針對單元構(gòu)建問題具有組合優(yōu)化、NP完全問題的特點(diǎn)，提出了一種基于偏好的單元構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化方法。首先研究了現(xiàn)有單元構(gòu)建問題的表示模型，探討了制造資源的利用與經(jīng)濟(jì)效益間的關(guān)系，以單元的相似度最大化、加工費(fèi)用最小化、加工時(shí)間最小化和設(shè)備投資最小化為目標(biāo)，建立了適合零件族和設(shè)備組并行生成的單元構(gòu)建優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；其次針對單元構(gòu)建問題的組合特征及其多目標(biāo)和多約束的特點(diǎn)，研究了多目標(biāo)優(yōu)化問題對

4、目標(biāo)和約束的處理方法，采用層次分析法科學(xué)地確定各分目標(biāo)的權(quán)重，將所需滿足的約束看作一個新目標(biāo)，采用進(jìn)化算法進(jìn)行求解，以每代不滿足約束個體所占比例作為該目標(biāo)的權(quán)重，提出了面向制造單元構(gòu)建的偏好進(jìn)化算法，同時(shí)處理目標(biāo)和約束，提高了解的質(zhì)量和計(jì)算效率。
　　 針對現(xiàn)有單元構(gòu)建評價(jià)方法僅以靜態(tài)指標(biāo)作為評價(jià)依據(jù)，未綜合考慮動態(tài)指標(biāo)和制造企業(yè)實(shí)際情況的問題，提出了一種基于情境的單元構(gòu)建方案的評價(jià)選擇方法。首先分析了在不同企業(yè)情境下影響單元構(gòu)

5、建方案選擇的主要因素，確定適當(dāng)?shù)脑u價(jià)性能指標(biāo)，以利于符合企業(yè)生產(chǎn)資源合理利用的要求；其次利用模糊層次分析法對不同領(lǐng)域?qū)＜液驮u價(jià)性能指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)權(quán)重的分配，領(lǐng)域?qū)＜野锤髯载?fù)責(zé)的指標(biāo)進(jìn)行評判，以形成模糊性能矩陣；針對領(lǐng)域?qū)＜以u判時(shí)的可信度和潛在風(fēng)險(xiǎn)問題，采用模糊數(shù)α截集和β因子的形式表示可信度和潛在風(fēng)險(xiǎn)，采用候選方案與正負(fù)理想解相對距離的測度方式進(jìn)行候選單元構(gòu)建方案排序的方法，進(jìn)而得到了符合企業(yè)資源合理利用的最佳單元分組方案。