加工制造业生产线资源优化配置研究

加工制造业生产线资源优化配置研究

孙卫佳[1]2004年在《加工制造业生产线资源优化配置研究》文中提出资源的稀缺性问题是世界范围内的共性问题,如何利用好稀缺的资源,使其最大限度的发挥作用是人们努力追求的目标,在研究如何利用好稀缺资源的过程中产生了经济学。经济学的任务之一就是研究如何配置稀缺的资源,使资源的运用获得更多的收益。经济学针对资源的优化配置提出了一系列的基础理论、方法和原则,本论文运用了经济学的基本理论和方法,遵循经济学资源优化配置的原则,对如何在加工制造业企业生产线上进行资源的优化配置问题进行了详细、充分的分析,在详细、充分的分析基础上,提出了加工制造业企业生产线资源优化配置的模型和进行资源优化配置的办法,在论文的最后,使用实例说明了加工制造业生产线资源优化配置模型和方法的具体应用。为实现加工制造业企业生产线的资源优化配置,本论文对加工制造业企业生产线的进行了详细的研究和分析,在研究和分析的基础上,提出了一系列的思想和方法。为实现在加工制造业生产线上进行资源优化配置,首先应构造生产线模型,然后针对这个模型进行讨论。构造生产线模型分为四个步骤:第一步:构造产品生产线工段关系网络图;第二步:构造产品工段拓扑图;第叁步:构造加工制造业生产线模型;第四步:生产线模型的生产时间和生产成本分析下面,首先来讨论如何构造产品生产线工段关系网络图模型。所谓的产品生产线工段关系网络图是指描述具有生产某一种产品能力的所有工段拓扑关系的网络图,在产品生产线工段关系网络图中,节点代表生产工段,节点之间的弧代表为生产某种产品,工段之间的拓扑关系。所谓的产品工段拓扑图是指在保证生产流程的前提下,生产某种产品的所有可能的路径组成的网络图。尽管产品工段拓扑图已经明确标识了生产某种产品的所有工段路径,但由于没有具体标识工段路径上的流量,既生产任务,所以,利用产品工段拓扑图还不能准确描述加工制造业生产线模型,为此,要为产品工段拓扑图的所有弧标识生产任务,标识了生产任务的产品工段拓扑图既是加工制造业生产模型。为完成生产任务,工段内需配置若干种资源,在众多的资源中,设备资源是核心资源,其他的资源消耗或使用都将围绕设备资源的运用而配置,因此,一定意义上讲,实现了设备资源的优化配置就实现了工段内资源的优化配置,在这里,为讨论问题方便,可以将工段配置的各种资源的数量之和用资源量来刻画,既所谓的资源量是工段配置的所有资源的总和。组成生产线的每个工段是由多种设备组成的,一般来讲,对于每种设备,工段都需要配置多台。针对某种产品,每种设备的生产能力是不同的,同时,每种设备生产单位某种产品的成本也不同,在工段内,对于某种产品的生产,存在一个合理搭配各种不同设备数量的方案,以保证生产成本的最低,这就是工段内的资源优化配置。在工段优化的讨论中,已经准确的确定了每个工段生产成本,利用这个成本值,可以对生产线模型的流程做进一步的优化,根据每个工段的生产成本,将生产任务“均匀”的分配到各个工段。这里所谓的“均匀”是指成本控制的均匀,“均匀”的结果是使整个生产任务的生产成本最小。通过对加工制造业企业生产工序的抽象,获得了生产线模型,这为进一步研究生产线的资源优化配置打下了良好的基础。在此基础之上,对组成生产线的各工段进行资源优化配置,得到各工段资源优化的比例,根据此优化比例进行工段组成设备和相关资源的配置,可保证工段生产成本最小。利用此比例还可以获得工段的最小生产成本和最大生产能力;在工段优化的基础之上,对生产线流程进行优化,获得针对某一具体生产任务的资源优化配置方案。

黄荣[2]2016年在《多能工能力差异下包装盒装配线人力资源优化配置方法》文中指出包装工业在中国工业的发展进程中占据着重要的地位,而包装盒制造作为包装工业中不可或缺的一部分,在近几年的飞速发展下面临着许多的问题与困难。由于高端包装盒的个性化定制程度高,企业的生产模式主要为多品种小批量的按单生产,装配过程中需经常更换产品规格,且包装盒装配过程中的一些工作更适宜于通过人工完成,加上前期工人薪酬低、设备费用昂贵等特点使得我国包装盒的装配加工主要依赖于手工完成。但是,在工人薪酬日渐上升和市场竞争愈发激烈的大趋势下,包装盒生产过程中的人员成本也在逐渐增高,导致企业在降低生产成本、增大利润空间、提高市场份额等发展过程中遇到了很大的障碍。因此,包装盒制造企业亟需一套科学合理的方法来指导装配车间中的人员配置,降低装配生产线上的人力资源成本,为企业根据多能工能力的不同来制定薪酬制度提供依据。本文将以东莞某包装盒制造业为研究背景,提出考虑人员能力差异因素的装配生产线资源优化方法。首先,根据在企业对包装盒装配生产过程的调研,结合关于装配生产线资源优化问题相关的理论研究,分析了影响包装盒装配线的人力资源成本因素,对手工装配生产线资源优化配置问题进行了描述,构建了以人力资源成本最小化为目标函数,考虑人员能力差异因素的装配生产线资源优化配置的数学模型;其次,针对数学模型的求解提出了分步求解的优化算法,即通过不断迭代来压缩全局寻优的空间,并介绍了使用LINGO软件对数学模型进行编译求解的方法,同时结合包装盒生产企业的实例对求解方法的正确性进行了验证。然后,分析了多能工能力差异及薪级差异对装配生产线资源配置结果的影响,进一步说明了人力资源配置优化的必要性,同时也为企业制定薪酬制度提供了依据。最后,针对人员成本的不断攀升考虑引进机器人,并对引进机器人后的装配生产线进行重组,通过分析重组后装配生产线上人力资源成本构成的变化及其特点,对求解人力资源成本的数学模型进行了调整,探讨分析了使用机器人部分替代手工作业模式下半自动化装配生产线的盈亏平衡点。

张慧[3]2008年在《混合生产线制造过程的建模与仿真研究》文中指出机械制造企业的混合生产线具有工艺过程与设备控制复杂、生产产品种类繁多、生产周期长、在制品分部不均、各工序物流要求协调一致等特点。这些特点为企业的生产计划调度、在制品的控制、车间的新产品生产调试及生产过程的优化带来了相当大的难度。传统的生产管理方式很难全面管理整个生产过程,更难以实现生产过程在时间、成本上的综合优化运行。系统仿真可方便进行管理,发现运行中存在的问题,对运行中的问题进行方法实验,找出较优的改进方案,为解决混合生产线制造过程的上述问题提供了一条有效的途径。本文对某减速机企业的齿轮混合生产线进行了仿真研究,以达到优化组织生产、提出排产优化方案和投产批量、提高设备效率、缩短齿轮生产线生产周期、降低齿轮平均在制品库存时间、提高生产线的生产能力的目标。首先,本论文应用工业工程的研究方法对齿轮混合生产线的生产物流状况、设备参数、生产产品参数进行了详尽的采集、调研和分析,并以此真实的生产数据为基础,抽象出了仿真模型的输入参数,作为仿真建模和运行分析的基础数据。其次,基于WITNESS大型仿真平台,应用面向对象技术建立了生产线各关键设备的对象模型,以及齿轮生产线上关键搬运设备的对象模型;然后,抽象出仿真产品对象的基本参数,建立了产品对象的生产工艺模型;最后将生产线设备模型与产品工艺模型进行集成,形成生产物流模型。第叁,结合所建立的生产线物流模型以及齿轮混合生产线的主要生产任务,运用参数化动态仿真、数理统计与数值分析、可视化图表等技术,实现了仿真模型的动态运行,并对生产线的整线生产能力、关键设备生产负荷、生产线中的平均在制品时间进行了统计分析。最后,针对仿真结果分析的生产线中的问题,提出了排产优化方案、在制品控制优化方案、人员配置优化方案分别重新建立了生产线物流的模型。将原生产线模型和优化改进后的生产线模型的关键设备运行效率、以及平均在制品时间方面进行了对比,并通过多次的反复优化得出了最终的生产过程优化方案。企业的应用实践表明,齿轮混合生产线制造过程的数字化建模与仿真优化,能够优化企业生产运行和调度方案,从而为企业的生产管理和优化调度提供有效的决策支持。

崔建亭[4]2015年在《汽车空调控制器生产线资源配置优化的应用研究》文中研究指明随着全球经济一体化进程,新经济的兴起,市场竞争日益激烈。特别是近来中国经济进入“新常态”,制造业已经进入了微利时代,面临严峻的成本挑战。随着社会的发展和消费水平的提高,新产品革新换代的速度越来越快,新产品导入的频次越来越高,从新产品导入的过程入手,在新产品投入阶段,以项目生命周期内单件成本最低为评价指标,充分考虑资源配置的优化,可以减少设备投资和降低生产成本,对降低项目生命周期内单件产品的生产成本具有重要的现实意义。本文以满足客户需求和降低项目生命周期内生产成本为目标,研究新产品导入生产阶段的生产线资源配置优化的一般方法,在研究空调控制器组装生产线配置优化方法的基础上,对Y公司某个空调控制器产品的生产线资源配置进行了实施和应用。本文的研究过程为:基于公司的实际情况,分析了影响生产成本的主要因素,对设备方案和人员配置方法进行了探讨。首先探讨了设备的配置方案,总结了设备配置方案的筛选原则,在初步优选设备方案的基础上,运用遗传算法解决了人员配置优化问题,然后对所有方案对比,建立了评价模型,并运用生产仿真的方法对规划方案进行了验证。最后将仿真验证后的方案进行实施,通过实际的运行情况验证方法的可行性。

苗莘, 王晓天[5]2006年在《加工制造业生产线模型的构造算法》文中研究说明通过对加工制造企业产品、工艺和工段之间关系的讨论,给出了一种加工制造企业生产线模型的构造方法。解决了企业资源优化配置的关键问题。

王建全[6]2013年在《工程机械零部件加工工艺流程建立及生产能力分析的管理模型的研究》文中研究指明在当今经济全球化、贸易自由化和社会信息化的形势下,制造业的经营战略发生了很大变化。企业要立于不败之地,就要不断满足客户对产品的需求。用户的这种需求以多品种、小批量、短交货期和越来越高的质量要求为特征。因此,从满足客户的这种需求来讲,生产工艺流程建立及生产能力的评估在生产制造型企业越来越成为重要的课题。生产工艺流程建立和生产能力的评估是企业管理的一项重要的基础性工作,它不仅为企业制定计划提供了依据,而且还可以了解企业各个生产环节和各类生产资源(设备)之间的比例关系是否恰当,进而帮助人们找到其中的薄弱环节,从中挖掘生产潜力,充分利用生产能力,为企业扩大产品品种、增加产品产量、提高产品质量提供依据。本文从郑州宇通重工有限公司现有生产模式入手,利用公司的ERP平台,CAD,CAPP等软件,将零部件产品结构,工艺路线,生产工时,关键工序,加工设备(特别是关键设备)及人员配置等工艺信息通过二次开发的程序导入ERP系统。并以装载机动臂焊接生产线为研究对象,以零件工序加工时间作为切入点,提出一种新的工艺流程建立及生产能力评估管理模型。该模型一是为零部件生产线工艺布局,设备选型,人员配置提供基础数据;二是为生产资源需求(人,设备,时间等)及生产过程改善提供科学管理的工具,对生产线资源利用率及“瓶颈工序”进行分析与评价。并提出了生产线平衡效果评价的两个指标:以零件工序积待时间作为指标来评价,又称时间损失系数;以生产线各工位需求时间偏离理论生产节拍的比率作为指标来评价的,又称负荷率。最后,利用Flexsim仿真工具对生产线进行负荷分析,验证该管理模型是有效的、可行的。

杜景霏[7]2017年在《基于模糊聚类和遗传算法的制造资源优化配置方法研究》文中研究表明近年来,云制造等先进网络化制造模式的出现,推动着制造业向全球化、一体化的方向发展。在云模式下,制造资源的优化配置问题是实现“制造即服务”理念的关键。本文研究制造资源的服务化封装、聚类分析以及优化配置等,对于提升云制造的服务效率和大规模普及具有重要的现实意义。建立制造资源服务化描述模型与虚拟化封装机制。针对制造资源海量性、异构性及独立性的特征,基于面向对象的思维构建制造资源服务化描述模型,对模型中各模块的功能和意义进行讨论。针对资源结构和语义等验证问题,建立一种基于Web的资源虚拟化封装框架。对制造资源进行模糊聚类研究。针对制造资源间关联性差、不利于实现高效检索和优化配置的问题,分别运用基于模糊相似矩阵的直接聚类法和FCM聚类算法对某一批制造资源进行聚类分析,对算法中的属性权值设定、初始聚类中心的选取等问题进行讨论和改进,提出了一种将两种聚类方法进行结合运用的新算法。改进制造资源优化配置算法。针对云模式下制造资源的优化配置问题,建立相关问题的评价函数模型,对传统遗传算法进行自适应改进,采用混合轮盘赌法和锦标赛法的选取机制提高了算法的寻优效率;采用自适应交叉率和变异率的方法保证了算法的多样性和收敛性,赋予变异过程正反馈特性,提高了算法的稳定性和求解质量。最后以实例验证了算法改进的有效性,并得出了最优的资源配置方案。设计并实现了制造资源优化配置原型系统。根据制造资源配置研究中的诸多需求,以云制造服务平台为研究主体,对平台的总体结构、各模块功能、理论和技术等进行设计与开发,验证了本文所研究理论与方法的可行性与有效性。

杨顺新[8]2015年在《基于产品的车间级数据采集与监控系统的应用研究》文中进行了进一步梳理当今世界,综合国力的竞争很大程度上看一个国家制造业的发展程度。金融危机之后,欧美等发达国家加快了先进制造业的发展,以美国“工业互联网”与德国“工业4.0”最为典型。这些新型制造理念引起了全球制造业在产品研发方式、生产方式和制造方式上的转变。为了巩固中国制造业在全球范围内的地位,从中国制造到中国智造,十八大提出“两化”融合是我国走新型工业化道路的重要途径和必然选择;“两化”融合是使信息化与工业化融合在一些关键领域。无论是欧美提出的“工业物联网”、“工业4.0”,还是中国提出的“两化”融合体现到制造业中其本质都是自动化和信息化的融合;在信息化领域,互联网技术和大数据技术的迅速发展能够为制造业的信息化提供有力的技术支持。本文基于产品的车间级数据采集与监控系统分析了协同制造执行系统的数据采集模块和工艺控制模块,提出并实现了不同车间设备之间快速连接的方法,在快速数据连接的基础上,建立了一整套的对产品工业数据进行采集和对设备运行进行监控的方法,通过设备、软件和产品设计叁方的协同来满足车间对质量和效率的要求。在整个协同制造执行系统(Collaborative Manufacturing Execution System,c-MES)中,本文对数据采集模块和工艺控制模块做了如下研究:(1)通过对离散生产线设备的调研,将当前设备分为四类,并提出了各自的网络连接方案;(2)设计了生产线服务器(Line Server)和设备的协同控制方案,并重点研究了上位机和下位机之间的通讯协议和业务逻辑过程;(3)研究了整个系统数据存储架构和数据流动过程;(4)完成了系统的开发,并实施到生产线上,从实时性和质量的角度对系统的性能进行分析。整个系统以工件条码为依托,在现代化的软件设计方法和数据存储技术的基础上,通过协同的思想,实现了系统的开发和稳定运行,并在减少企业运行成本和数据可追溯方面效果良好。整个系统有较强的实用性和可移植性,能够很好的迎合当前制造型企业的发展方向,是c-MES发展过程中一个很好的实例。

朱吉利[9]2018年在《基于WITNESS的串行生产线仿真与优化》文中认为随着经济全球化的不断深入,尤其是互联网的不断发展,传统的制造业市场逐渐转变为多品种小批量的生产需求,为了更好的适应卖方市场到买方市场的转变,要求制造业能够更快的响应客户需求的变化。对于纺织制造业而言,产品数量的不断增多和产品批量的不断减少,更好的适应个性化的客户需求,提升生产线的快速响应能力成为了当前生产线研究的热点。本论文通过对金龙纺织车间现有生产线的研究与分析,首先利用WITNESS软件对工厂中的串行生产线进行仿真建模,根据现有生产流程建立生产物流模型,然后以某款型针织衫生产问题为主要研究对象,结合串行生产线特点,从串行生产线的生产能力、关键设备生产负荷、生产周期、和在制品库存四方面入手,运用仿真模型对生产过程进行优化分析,优化生产瓶颈,在此基础上针对紧急订单设定排产原则,从而为企业的生产瓶颈优化、在制品库存控制和排产优化提供一个解决方向,这也为企业从传统的订单生产转向多品种小批量的的个性化生产转型提供助力,对于传统制造型企业的转型升级具有重要的借鉴意义。首先介绍了研究课题的来源与目的,国内外仿真建模领域研究现状,仿真技术在制造业生产线的应用现状,串行生产线与仿真的基本理论,根据研究需要主要介绍了串行生产线、生产线排产、在制品库存和建模仿真的相关概念,以及WITNESS仿真软件的主要特点和仿真模型的运行机制。其次介绍了本文的研究对象金龙纺织生产线的基本情况,对生产线流程特点进行了总结,然后介绍了建模仿真所针对的具体产品特征,最后从生产线布局数据和生产线工艺数据两方面介绍了基础数据的采集与统计。然后从编制模块、平缝模块、洗水模块和质检模块分别介绍了元素的详细设置、可视化设置和班次信息设置,通过对模型运行一段时间后,对运行结果从生产线的生产能力、关键设备生产负荷、生产周期、和在制品库存四方面进行统计与分析,找出生产线的瓶颈工序。最后是在前文仿真的基础上得到生产线各工序的工时数据,利用TOC约束理论和软件自带的优化模块对瓶颈工序的优化,。针对紧急订单的排产优化问题,主要运用DBR排程理论进行分析。针对在制品库存的优化一方面通过瓶颈工序的消除来拉平在制品库存,另一方面结合企业的实际情况,提供一个在制品库存的管理方案。

李辰昱[10]2016年在《造船企业智能制造技术应用规划研究》文中进行了进一步梳理在物联网技术、大数据技术、云计算技术等新一代信息技术和网络技术引领全球制造业发生巨大变革之际,国内外都为了迎接这个巨大的机遇和挑战,开展了关于智能制造的各项战略措施。而世界船市仍然处于低潮,我国船舶工业急需通过升级改造来提升自身竞争力,由大转强。这些正迅速发展的融合了各种新兴信息技术、网络技术、制造技术、管理技术、系统工程等的智能制造关键技术和支撑技术,能够有效推动我国造船企业突破当前的发展瓶颈,朝数字化、智能化和网络化迈进一大步,从而赶超日韩先进造船国家,实现造船强国的目标。在此背景下,论文主要从智能船厂的内涵、特征与技术体系,智能制造技术在造船企业各领域的应用模式,以及分阶段实施叁个方面,对造船企业智能制造技术的应用进行了初步探索与总体规划。首先,论文在对智能制造相关理论及相关技术的研究基础之上,根据对我国造船企业的特点与发展现状的分析,提出了智能船厂的内涵和特征。对未来智能船厂的愿景进行了描绘,构建了智能船厂的架构。并提出了适用于造船企业的智能制造技术体系和七个应用领域。其次,论文对提出的智能制造技术体系进行了具体的研究,提出了其在造船企业各领域的应用模式。主要包括了物联网技术在造船企业供应链管理、生产管控、能源管理和环境安全监测中的应用模式,工业机器人技术在造船企业智能生产中的应用模式,以及云计算与大数据技术在造船企业制造资源集成以及智能决策支持中的应用模式。最后,论文对智能制造技术在造船企业的实施规划问题进行了研究。分析了目前造船企业引进和发展智能制造技术面临的主要问题,并提出了解决办法。对智能制造技术实施过程中的主要内容进行了总体上的规划,提出了实施的总体框架体系。制定了智能制造技术实施的分级目标,并根据目前几家骨干造船企业发展现状,提出了以最终完成智能船厂建设为目标的智能制造技术分阶段实施的初步规划。

参考文献:

[1]. 加工制造业生产线资源优化配置研究[D]. 孙卫佳. 吉林大学. 2004

[2]. 多能工能力差异下包装盒装配线人力资源优化配置方法[D]. 黄荣. 广东工业大学. 2016

[3]. 混合生产线制造过程的建模与仿真研究[D]. 张慧. 天津工业大学. 2008

[4]. 汽车空调控制器生产线资源配置优化的应用研究[D]. 崔建亭. 上海交通大学. 2015

[5]. 加工制造业生产线模型的构造算法[J]. 苗莘, 王晓天. 长春工业大学学报(自然科学版). 2006

[6]. 工程机械零部件加工工艺流程建立及生产能力分析的管理模型的研究[D]. 王建全. 长安大学. 2013

[7]. 基于模糊聚类和遗传算法的制造资源优化配置方法研究[D]. 杜景霏. 西安理工大学. 2017

[8]. 基于产品的车间级数据采集与监控系统的应用研究[D]. 杨顺新. 上海工程技术大学. 2015

[9]. 基于WITNESS的串行生产线仿真与优化[D]. 朱吉利. 天津工业大学. 2018

[10]. 造船企业智能制造技术应用规划研究[D]. 李辰昱. 江苏科技大学. 2016

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