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

1、大規(guī)模定制的目標是以大規(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、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)細胞的面向大規(guī)模定制的柔性細胞生產(chǎn)系統(tǒng)及其重

2、構這一命題。
　　 本文詳細分析了當前典型生產(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，在此基礎上提出了基于作業(yè)細胞的面向大規(guī)模定制的柔性細胞生產(chǎn)系統(tǒng)，建立了柔性細胞生產(chǎn)系統(tǒng)集成框架，研究了細胞生產(chǎn)系統(tǒng)重構與布局規(guī)劃系統(tǒng)，分析了該系統(tǒng)中的三個關鍵技術，并在后續(xù)章節(jié)中深入研究了細胞生產(chǎn)系統(tǒng)中兩種作業(yè)細胞的性能、面向大規(guī)模定制的細胞生產(chǎn)系統(tǒng)重構及考慮輪廓距離的U型作業(yè)細胞的布局與通道設計等問題，具體研

3、究內(nèi)容如下：
　　 ①為解決細胞生產(chǎn)中“一步接一步”型作業(yè)細胞員工數(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)進行了研究。提出了指派員工數(shù)量的計算方法和作業(yè)細胞產(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，通過仿真方法確認作業(yè)細胞穩(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)應用該生產(chǎn)模式提供了重要指導。
　　 ②以細胞生產(chǎn)方式中追逐式柔性作業(yè)細胞為研究對象，針對作業(yè)細胞中多位行走員工加工速率不等從而嚴重影響產(chǎn)能問題，提出了設立超越站來運行超越機制的解決方法并驗證了方法的有效性。首先定義了超越機制下多種運行規(guī)則并建立了含超越機制的面向?qū)ο驪etri網(wǎng)的運行邏輯模型，其次通過數(shù)學分析計算了建立超越機制后生產(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

5、制與有超越機制情況下系統(tǒng)在產(chǎn)能、設備利用率、工時利用率的變化規(guī)律進行了對比研究，發(fā)現(xiàn)了一系列超越機制下系統(tǒng)運行規(guī)律。結果為企業(yè)采用該型作業(yè)細胞提高產(chǎn)能提供了重要理論指導。
　　 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，建立了以重構成本最小為目標函數(shù)的動態(tài)細胞生產(chǎn)系統(tǒng)重構規(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胞生產(chǎn)系統(tǒng)中的U型作業(yè)細胞布局問題，以最小化作業(yè)細胞間的運輸總距離為目標函數(shù)，建立了規(guī)劃模型，確定了作業(yè)細胞的上下料點的坐標，作業(yè)細胞在車間內(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，以此為基礎將布局結構映射為無向圖結構，以確定作業(yè)細胞間路徑的走向和距離。采用每對作業(yè)細胞間輪廓距離最短為目標函數(shù)，確定了車間布局中的通道結構。
　　 最后，本