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[硕士论文] 江俊霖
工商管理 广西大学 2018(学位年度)
摘要:安全生产是关系广大员工生命以及财产安全的大事,是关系公司和谐健康发展的标志,是公司践行“以人为本”核心价值观的要求。LG公司作为一家致力于成为工程机械行业世界级企业,在“十三五”期间提出了,“全面国际化、全面智能化、全面解决方案”的发展战略,而要实现这个战略目标,必须改进安全生产管理,提高安全生产水平,给员工营造一个健康、安全、舒适的工作环境,进而为公司的全面国际化发展战略提供安全保障。
  本研究从国内外安全管理相关文献研究分析入手,通过实施历年事故统计分析、企业访谈和问卷调查研究等方法收集相关资料和数据,全方位诊断公司安全管理存在的问题,并重点从安全生产责任体系、安全生产规章制度、安全生产组织保障、安全生产过程管控、安全生产风险控制、安全生产应急管理、安全生产激励以及安全文化建设等八个方面提出改进安全管理方案,探寻科学的安全管理方法。
  研究得出了几下几个结论:
  (1)LG公司当前的安全管理体系难以有效地消除或降低公司所面临安全风险,较为严重地影响到了公司的生产效率、企业社会形象以及生产成本,难以为公司全面国际化的经营战略提供安全保障。
  (2)应运用系统工程学原理,全方位对安全管理体系进行改进,而不是仅靠安全管理部门去解决安全管理中所存在的问题。
[博士论文] 李玲玲
机械制造及其自动化 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:机械制造业是我国国民经济的重要支柱产业。目前我国机械制造业普遍存在能耗高、碳排放大等环境问题,是国家实施节能减排、应对气候变化等重大战略的重点关注领域。机械加工制造系统是一种由机床设备、各种辅助设施构成的典型制造系统,其能耗总量大、能耗特性复杂多变、能耗结构复杂,能耗影响因素众多,存在很大的节能优化空间。因此,如何降低机械加工制造系统能耗,是一个值得深入研究的基础问题。
  本论文结合国家高技术研究发展计划(863计划)课题“机床产品机械加工制造系统能效优化提升技术及应用”(2014AA041506)和国家自然科学基金面上项目“面向广义能量效率的机械加工工艺规划理论与方法研究”(51475059),以机械加工制造系统为研究对象,从集成优化的角度出发,对面向节能的机械加工工艺规划与车间调度集成优化模型与方法展开研究。
  首先,详细分析了机械加工制造系统的能耗特性,建立了机械加工系统总能耗模型;在此基础上,揭示了影响机械加工制造系统能耗的众多因素;从工艺规划与生产调度集成的角度,提出了机械加工制造系统节能优化策略。
  其次,分析了机械加工切削参数与工艺路线对能耗的相互作用关系,在此基础上对面向节能的机械加工切削参数与工艺路线集成优化问题作了详细描述;以各工序的加工顺序、机床和刀具选择、切削参数选择为优化变量,以能耗最小和机床负载均衡为优化目标,建立了机械加工切削参数和工艺路线多目标集成优化模型;采用多目标模拟退火算法对模型开展优化求解。以某机械加工车间多个零件机械加工为对象,验证了切削参数与工艺路线集成优化与工艺路线和切削参数分阶段优化相比的节能效果,分析了切削参数与工艺路线集成对能耗的影响机理。
  然后,考虑机械加工工艺路线和车间调度方案与能耗的关联关系,建立了面向节能的机械加工工艺路线和车间调度集成优化模型,提出了一种改进多目标蜜蜂交配算法,通过优化各工序的加工顺序、机床选择、各工序在机床上的加工优先级顺序,实现能耗和完工时间两个目标的协调最优。基于案例数据分析了工艺路线与车间调度集成优化的节能效果,并分析了工艺路线与车间调度集成对能耗和完工时间目标的影响规律。
  最后,综合考虑机械加工工艺路线、切削参数以及车间调度对能耗的交互影响,对切削参数、工艺路线与车间调度集成节能优化问题作了详细描述;构建了能耗目标函数和完工时间目标函数,建立了机械加工切削参数和工艺路线与车间调度多目标集成优化模型,采用多目标禁忌搜索算法对模型开展优化求解。基于案例数据验证了三者集成优化相比于切削参数和工艺路线集成优化、工艺路线和车间调度集成优化的节能效果。
[硕士论文] 李珂
工业工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:对于一个生产系统来说,设备的生产与维护是其两个重要的构成部分。而设备的生产和维护一直以来都是被单独分开来研究的,生产要求设备在其计划周期内是持续可用的,而设备的维护要求设备在出现故障时可以随时停机维护,二者之间的冲突将导致生产计划和维护计划不能协调进行。因此,近年来越来越多的研究倾向于对生产和维护两者进行联合优化,从而最大化生产系统的收益。
  生产调度是在生产计划的基础上为了让生产效率得到提高而对生产的各种任务以及资源进行合理分配的过程。生产任务会占用设备的维护时间,有时为了生产而延迟维护不但会增加设备的失效率和维护时间,而且还会反过来影响生产进度,而设备进行维护时会在一定时间范围内影响生产任务。所以,需要通过相关理论和研究来合理地、有效地解决生产与维护之间的矛盾,建立其相应的模型对现有的生产系统来说具有很重要的意义。
  本文从以下几点进行了研究:
  第一,综合论述了协调生产系统生产计划和预防性维护计划的联合策略的必要性和重要性,对相关的研究文献进行了梳理、分析和总结。
  第二,运用可靠性建模预测及设备维护理论方法,描述了基于可维护性的生产系统可靠性框图,分析了生产系统安全可靠运行的维护策略及数学模型。
  第三,研究了设备生产系统在时间窗周期维护和生产调度联合情形下的工作状态,建立了联合策略模型。本文以最小化总的期望加权完工时间为目标函数,利用自适应遗传算法,结合算法测试分析,并通过与枚举算法的对比证明了本文运用的联合策略是合理的。通过对联合模型和独立模型的对比,证明了联合优化模型的有效性。
  第四,研究了带有堕化效应的设备的生产调度和预防性维护的情况。为了解决生产和调度不能用优化方式解决的问题,并且使得生产与维护各自的利益都最大化,建立了相应的预防性维护与生产调度的Stackelberg博弈模型,以最小化总成本和最小化期望完工时间为目标,通过逆向归纳法对其进行求解,结果表明,基于博弈论的方法在带有堕化效应的生产调度与维护计划中是可行且有效的。
[硕士论文] 黄振
工程管理 大连理工大学 2017(学位年度)
摘要:众所周知,阀门行业作为机械准备制造业的一个重要环节,在国民经济发展中,起到非常重要的作用。随着近年来国内良好的投资环境以及基础建设政策的不断深化,我国工业阀门市场也迎来了持续增长的发展新机遇,国内外阀门厂家的竞争日趋激烈,在残酷的竞争中,各企业只有不断改善降低成本,才能在市场的角逐中脱颖而出。A集团作为一个拥有百年资历的阀门生产商,更是要不断进步来确保其行业地位及市场占有率。
  AJump改善是A集团在日本丰田JIT理论的基础上,结合本集团多年的管理经营经验和独特的企业文化,形成的一套系统的、可操作性强的、适用于集团自身的改善体系。
  本文首先介绍了课题的选题背景,以及AJump改善核心理论JIT思想的历史发展,同时简单介绍了国内外生产性改善的发展及现状,阐明了本文的研究内容与结构。
  其次对AJump改善的理论进行了详细的介绍,对AJump改善三要素:JIT生产方式、自働化、平准化进行了说明分析;同时,对AJump的具体操作步骤做了详细的阐述。
  然后,简单介绍了本次研究对象:A集团下属A公司马达生产线的现状,运用AJump改善方法进行数据观测整理,将生产线存在的问题点归纳分析,然后从6S、生产布局、作业方法、工程能力等方面进行改善,并对改善效果进行跟踪确认。
  最后,对本次改善项目进行效果评估,阐述了本文希望,AJump改善方法与思想是一套实用性很强的系统改善方法,可为同类型的生产企业提供一点参考。
[硕士论文] 张璐璐
工程管理 北京交通大学 2017(学位年度)
摘要:中国经济的快速发展吸引越来越多的制造业跨国公司进入中国市场,而大型进口储罐作为生产工艺中的一部分,尺寸宽、自重大、科学技术难度及安装要求较高;在其项目施工过程中,涉及的施工承包商多、人员构成复杂;涉及到土建、水电气、吊装、焊接等多工种的协同作业;涉及到高处作业和起重吊装高风险作业多的施工特点,给施工安全管理带来很大的难度。
  本文在应用项目安全风险管理的方法和理论,结合U公司热压罐安装工程项目的实际案例,对施工过程存在安全风险进行研究。一是对大型罐体安装工程项目施工过程中主要安全风险进行识别;二是采用两种定性和定量相结合的办法——风险矩阵法和作业条件危险性评价法(格尼厄姆一金尼法或LEC法)对实际存在的安全风险进行分析、评价;三是通过风险控制技术和制定安全风险管理检查表来推动和加强安全风险管理,实现降低安全风险的目的。
  本文的特色。一是通过头脑风暴法,现场检查,列举出作业活动中可能面临的所有的安全风险,将其细化为便于识别的内容,建立风险数据清单。风险数据清单主要由类别、风险内容、潜在风险的说明和需要采取的控制措施组成。为下一步风险信息的分析与识别奠定基础,保证风险识别系统化、规范化、简单易行;二是建立了以风险识别、评价、防范、控制为内容的大型罐体安装工程项目定性与定量相结合的安全风险评价体系,改变了以往风险评价方法和指标单一,内容不完整的局面,使类似项目风险评价方法更加科学符合实际,内容更加充实完整;三是通过风险控制技术和制定安全风险管理检查表实现了对风险全过程、全方位的控制,解决了以往风险防范上过于专一,不能全面系统控制风险的问题。
[硕士论文] 颜静
机械工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:论文研究了多品种小批量模式下的连接器生产调度计划问题。针对多品种小批量模式中连接器企业生产存在的一些问题和难点,分析利用约束理论的中的DBR方法,建立了基于约束理论的连接器生产调度计划问题模型,并求解。模型考虑了连接器生产中实际存在的装配约束、工艺约束、交货期约束等约束条件,利用DBR方法,对生产中的“瓶颈资源”进行优先调度,根据约束理论中推拉相结合的理念,对瓶颈前后的生产作业分别实行拉式生产、推式生产,以及在装配环节后面设置交货缓冲来提高整个系统的生产效率和订单达成率。
  本论文的主要研究内容包含:(1)阐述了基于约束理论(TOC)的连接器特点的主生产计划模型、以及结合9条基本原则和 DBR的生产控制方法并较为详细的解释了其步骤。重点讨论了在多品种小批量生产环境下,如何运用DBR对连接器的生产进行识别瓶颈、设定缓冲、瓶颈资源排程。(2)对连接器的生产调度问题进行数学符号结合三参数表示法进行描述。对连接器的生产加工环境、加工约束和优化目标进行了详细的说明。在概述了多品种小批量生产模式下生产调度问题特点的基础上,对多品种小批量生产模式下的调度问题进行了数学建模,并且为使数学模型更加接近实际情况,对数学模型进行一定程度的补充,为调度系统的建立提供做足前期准备。(3)对问题模型进行求解,结合约束理论中的DBR方法对连机器生产中的瓶颈资源进行了整理:对其前面的半成品生产设计成了拉式生产;对其后面的组装生产采用推式生产;并在最后的装配加上了出货缓冲。一系列举措的设计实施来保证多品种小批量模式下的连接器生产调度的成产效率和订单准时达成率。
  最后通过对多品种小批量模式下的连接器生产调度问题的研究,并将建立的系统模型应用到实际连接器生产案例中,有效的提高了案例的订单按期交货率,合理控制库存,降低了生产过程中的成本,有助于提升公司的产品竞争力验证了该模型生产调度系统的可行性和优化性。
[硕士论文] 张冬冬
机械制造及其自动化 广东海洋大学 2017(学位年度)
摘要:煤粉清洁燃烧技术是满足我国能源消费结构,缓解污染物排放问题中较为合理的方式。课题组与合作企业经多年研制的高效低NOx煤粉燃烧器,搭载在改造后的YLW-7000MA型有机热载体链条炉上运行多年。此燃烧器以液排渣方式运行,燃烧室内工作环境恶劣,长时间运行炉衬极易被侵蚀。企业结合生产需求,利用水冷夹套式结构对燃烧器炉衬冷却以实现“以渣抗渣”,该冷却方式下燃烧器运行稳定。经测试表明:燃烧器正常工作时,炉膛尾部烟气排放指标低于国家标准限定值,锅炉热效率达到90%以上,此项技术目前已满足市场推广的条件。
  燃烧器冷却过程,冷却水吸收燃烧器炉衬内热量后产生大量热水。对于蒸汽及热水锅炉,冷却水可被系统利用;有机热载体炉利用导热油作为传热载体,系统本身无热水需求,若企业生产无热水需求,此方式会造成热能的极大浪费。为扩大此煤粉燃烧器在有机热载体锅炉上的适用面,本文在项目组前期研发工作的基础上,拟对燃烧器采用导热油进行冷却,主要研究内容包括螺旋盘管式燃烧器的研制与安装、燃烧器水冷实验情况、炉衬结构数值分析以及燃烧器油冷方案分析等部分。
  首先,本文对用于导热油冷却的螺旋盘管式煤粉燃烧器进行了设计及制造,并将加工制得的燃烧器成功搭载在炉膛上。燃烧器冷却结构管径参数选取较为关键,从导热油流速、抗负荷波动能力及盘管加工难度等方面综合确定管径为Ф108x6。给定结构下经理论计算得到燃烧器炉衬的理论参数,通过数值分析结论指导销钉的布置。设计参数下经制造加工及安全检测后,所得燃烧器满足设计要求。新制燃烧器的结构特性导致其安装尺寸大于炉膛安装通孔,对炉膛安装孔进行扩大改造,燃烧器与炉膛完成安装匹配。
  其次,基于安全考虑,对水在螺旋盘管式燃烧器内的流动进行实验研究,分析了炉衬结构覆渣及传热的影响因素,并对燃烧器能效及环保指标进行测试。结果表明:水冷方式下燃烧器炉衬表面能稳定覆渣,渣膜的稳定性受煤质影响,选用煤质的热值与灰熔点应匹配,灰分适中,且灰渣黏温曲线在流动阶段应较为平缓。此外,合理确定给煤量及冷却水流量均能利于燃烧器覆渣过程。燃烧器炉衬传热量随水流量及燃烧负荷增加而增加;过量空气系数对传热量的影响来自于燃烧温度与火焰动力的综合作用。燃烧器正常运行时,锅炉不完全燃烧热损失及排烟热损失均优于常规燃煤锅炉,无脱硝设备下,NOx排放值低于150mg/m3。
  再次,利用有限元法建立燃烧器炉衬结构的简化模型,分析了渣钉情况、油侧对流换热系数及渣层状况等因素对炉衬温度分布的影响。结果表明:管壁温度受渣钉数影响很小,销钉温度及固液渣层交界面温度随销钉数增加明显降低。销钉布置比率越大,销钉温度分布越均匀,管壁温度变化很小。固渣层厚度主要对炉衬起保护作用,渣钉长度对维持固渣层厚度影响很大。对流换热系数较低时,可通过调节流速实现炉衬温度的控制,满足冷却需求的前提下,导热油流速不宜盲目过高。液渣层导热系数增加,炉衬温度升高明显,起炉时液渣层为固渣状态,各温度点均超过许用温度,但热压作用下固渣层很快熔融,炉衬结构稳定,导热油运行安全。
  最后,从冷却度、渣钉温度及管壁温度验证燃烧器采用导热油能满足冷却要求。单泵作用下,导热油流量满足炉膛受热面及盘管燃烧器冷却的流量需求。新制燃烧器管壁温度分布较不均匀,可从管间填充物、渣钉参数及多管程结构等角度优化,以达到适当减小传热量及弱化热集中的目的,提高螺旋盘管式煤粉燃烧器的负荷适应能力。
[硕士论文] 沈露
工业工程 苏州大学 2017(学位年度)
摘要:生产调度与设备维护是企业运作管理的两项核心内容,前者可以有效地提高企业的生产水平,后者可以保持生产活动持续可靠地进行。然而在生产调度研究领域,通常假设生产资源持续可用,只考虑生产排序的优化,不考虑生产资源的维护以及故障后的维修等活动所造成的不可用时间。在实际生产活动中,这种忽略会严重地干扰调度优化的结果,影响企业的正常运作,预防性维护活动可以有效地降低生产资源的故障率,提高生产系统的可靠性,但也不可避免地占用有效的生产时间。为平衡和解决生产调度和维护活动之间的冲突,综合考虑生产系统的影响因素,对生产调度与模具预防性维护集成优化问题进行了研究。
  本文以Flow Shop的生产调度为研究对象,首先基于提前/拖期惩罚为目标,在生产调度中考虑模具的预防性维护活动,建立模具预防性维护和生产调度的集成优化模型,应用遗传算法求解分析和比较了基于周期性维护和决策性维护策略对调度结果的影响,验证了决策性维护的有效性。
  在此基础上,为了同时平衡生产和维护相关的目标,以提前/拖期惩罚和模具利用率为双目标进行建模,并针对模型求解中的约束优化问题,基于差分进化算法和区分可行解及不可行解的双种群差分进化算法求解约束优化问题的优点,改进变异、交叉策略,提出一种改进的双种群差分进化算法对所建模型进行优化求解。在不同问题规模下,对比改进双种群差分进化算法和NSGA-II算法的实验结果,实验表明改进的双种群差分进化算法在求解质量和运算速度均优于NSGA-II算法。
  基于系统可靠性理论,进一步同时考虑模具和机器两种关键生产资源的故障以及相应的维护维修活动,以提前/拖期惩罚、模具利用率和机器利用率为目标建立了集成双资源维护的多目标优化数学模型,并应用改进的双种群差分进化算法对模型进行求解。
  最后,针对本文所建模型及其求解算法设计和开发了提供生产排序和资源维护计划功能的调度软件系统,有利于生产调度的执行以及资源的维护管理,从而提高企业的管理水平和生产效率。
[硕士论文] 高一龙
软件工程 哈尔滨理工大学 2017(学位年度)
摘要:传统的产品制造过程,将加工和装配作为两个独立的阶段,对问题的研究主要针对零部件的批量加工。随着社会多元化需求的增加,多品种小批量的订单逐渐增多,在这种多元化需求环境驱动下,需要一种新的生产调度模式,满足人们个性化定制型产品的需求。这样,综合调度应运而生,它将产品的加工过程和装配过程统一为加工过程,将复杂产品虚拟映射为树状加工树。由于同时考虑了工序间的顺序约束和装配约束,综合调度在缩短产品制造周期、提高生产系统效率方面,具有重要的研究意义和实际应用价值。
  经过多年的发展,综合调度问题的研究已由单车间生产环境发展到了分布式生产环境,而现阶段研究的焦点主要针对二车间综合调度问题,并且已经取得了不错的研究成果。但是,以往的二车间综合调度问题研究文献,只考虑了复杂产品在普通设备上的加工情况。而随着加工技术、自动化技术的发展,柔性制造系统和数控加工中心等带有一定柔性的生产系统在实际企业生产中扮演着越来越重要的角色,柔性作业车间调度问题更加符合实际生产问题。因此本文主要研究存在柔性加工设备的二车间综合调度问题。
  针对复杂产品在具有柔性加工设备的二车间进行综合调度问题,本文首先提出了基于最早开始时间的二车间柔性综合调度算法,提出最早开始时间策略、最快处理速度策略以及长路径策略,在每次迭代循环中,同时确定待调度工序,工序的加工车间、设备以及开工时间,实例验证表明,该算法能够较好的解决复杂产品在存在柔性加工设备的二车间进行综合调度问题。其次,针对贪心算法并不一定每次都产生较好解的问题,提出基于集束搜索的二车间柔性综合调度算法,算法采用集束搜索的框架,将上述策略作为局部选择策略,提出过滤规则,限制产生的孩子节点个数,提出全局评估策略,为每个父节点工序保留唯一的孩子节点,算法复杂度分析及实例验证表明,所提算法在增加了复杂度的前提下实现了调度结果的优化。
  最后,本文提出缓冲工序提前迁移的二车间柔性综合调度算法,采用父路径长优先策略、长用时策略以及可用设备少策略确定工序的调度顺序;提出叶节点工序选择策略、缓冲工序提前迁移策略以及普通工序处理策略确定工序的加工车间和加工设备;采用前沿贪心策略的思想,结合产品工艺约束、迁移时间约束以及机器占用约束确定工序的开工时间,复杂度分析及实例验证表明,该算法同样能够在较低的复杂度内实现产品在存在柔性加工设备的二车间的综合调度。
[硕士论文] 尹建定
机械工程 南昌大学 2017(学位年度)
摘要:针对国内某机械制造企业生产过程中部分工作中心超负荷运行以及生产线不平衡的问题,本文在建立瓶颈工作中心负荷率模型的基础上,给出了工作中心动态能力评估算法,降低了部分关键工作中心超负荷运行的可能性,优化了工作中心的利用率,其中主要研究内容如下:
  首先,阐述了影响工作中心能力分析的生产资源数据,为使最终的工作中心能力模型具有较强的系统实现性,基于静态资源条件下和多品种小批量的生产模式,构建了工作中心的静态能力模型。以一年的实际生产任务数据为例,对产品进行BOM分解,计算出各个工作中心的静态能力,通过对工作中心静态能力的分析,提出以工作中心替换的方式优化瓶颈工作中心的负荷率。
  其次,在工作中心静态能力模型的基础上,引入了动态资源及事件,通过分析企业实际投产批次的状况,对生产任务进行分解,提出了动态时间窗口概念,并构建了工作中心的动态能力模型。基于动态生产任务数据,采用遗传蚁群混合算法为瓶颈工序选择合适的工作中心进行加工,优化了工作中心在动态时间窗口的负荷率。
  最后,设计并实现了生产准备平台系统下的工作中心能力分析与优化模块。分析了系统的开发环境和系统架构设计,提出了总体结构设计,并介绍了系统的具体实现。降低了动态生产过程中部分关键工作中心的负荷率,提高了空闲工作中心的利用率,解决了企业生产过程中的不平衡问题,对提高企业生产能力和加快信息化建设具有重要的意义。
[硕士论文] 李候
物流工程 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:本文以Y公司数字化车间建设为依托,展开数控磨床装配车间的布局规划设计研究,为该企业生产系统数字化改造打下基础。本文的主要研究内容包括:
  (1)分析数控磨床的整体装配流程、总装装配工艺流程和物料流图,对装配车间的生产现状进行分析,归纳现有装配车间在布局、物流路线、物料搬运距离、现场管理等方面存在的问题。
  (2)在各个作业单位间的物流相关关系、非物流相关关系和综合相关关系分析的基础上,根据车间布局的约束条件,采用系统布置设计方法(SLP)设计装配车间布局初步方案。
  (3)考虑搬运工具对车间物料运输时间和运输费用的影响,分别建立装配车间布局的目标优化函数。以SLP法设计的初步方案为无量纲化基准方案,建立装配车间布局综合目标数学模型。通过设计染色体编码方式、构建适应度函数、设计遗传操作,对装配车间布局的数学模型进行求解。最后,采用层次分析法对遗传算法求解方案进行评价和方案选择。
  (4)以数控磨床装配车间的配料仓库为例,根据零件的尺寸、形状和质量差异,分析了不同零件在配料仓库中的存储方式。计算存储零件所需的托盘和货架数量,划分配料仓库区域面积,并计算区域面积,最后采用现场管理方法对仓库内部布局进行布局规划。
  本文研究成果有助于提高数控磨床装配车间的物流效率,降低物流成本,为企业的生产系统数字化改造打下基础,有助于提高企业竞争力。
[硕士论文] 马忠凯
物流工程 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:机械产品装配作为生产过程的最后一个阶段,在生产中占据至关重要的地位,而物料配送的准确性、及时性是装配作业高效进行的重要保证。尤其对于结构与装配工艺复杂的机械产品,在其装配过程中存在各种不确定的干扰因素,使得原有的配送计划严重偏离实际需求。当前主要采取事后被动调整措施解决不确定条件下装配作业过程中的物料配送问题。这种措施往往缺乏及时性,导致装配作业等待时间增多,交货期延迟,从而给企业效益带来损失。
  为了实现由事后调整模式向事前预测、事中控制模式的转变,本文旨在研究不确定条件下装配车间物料配送时间节点的预测以及物料的动态追踪方法,具体包括:
  (1)以 Y公司 A型产品装配车间为例,分析不确定条件下装配生产过程中常见扰动的产生机理,从客户端、装配生产端和零部件供应端对造成扰动的干扰因素进行分类。
  (2)在对干扰因素分析的基础上,提出了“综合时间需求因子—?T”时间变量,实现对干扰因素的数字化描述。根据?T的大小对工位状态进行定义,并分析工位状态转移的马尔科夫性,利用马尔科夫预测模型实现对物料配送节点的预测。引入“动态误差补偿”提升预测精度;以信息熵为理论基础,建立以“配送可行性时限”和“配送准确度”为指标的评价方法。
  (3)实时信息采集分析是实现物料配送时间节点预测的基础,首先对物料进行分类,建立产品装配关系模型,将装配过程信息与装配节点进行关联。然后结合条码与二维码技术,设计了针对不同种物料的装配过程信息采集流程。在此基础上建立信息关联矩阵,引入颜色集实现对物料的可视化跟踪。
  最后,通过Y公司实际应用验证,配送可行性时限和配送准确性相对传统经验制定方法有了明显提升,验证了该方法的有效性与可行性。本文研究成果有助于技术水平相对落后的离散型制造企业提升生产效率。
[硕士论文] 颜颂涛
机械工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着工业4.0、智能制造技术的发展,个性化定制作为一种新的生产模式呈现出快速发展的趋势。个性化定制的生产调度是其核心难题之一。本文针对个性化定制生产调度问题,进行了以下研究工作:
  ⑴对智能制造下的个性化定制生产模式进行分析。分析离散型智能制造车间进行个性化定制生产的条件、特点,描述其生产调度的特点及与传统调度的区别。⑵针对离散型智能车间,建立多目标个性化定制生产动态调度数学模型。分析动态调度,并对工况异常以及急件插入情况建立动态调度策略。引入精英策略与领域扰动策略对MMAS进行改进,获得调度方案。⑶建立随机期望值多目标个性化定制生产柔性动态调度模型。考虑订单加工时间不确定的随机期望生产场景。通过两级改进MMAS算法获得调度方案。⑷实证研究。以某公司个性化定制订单生产为例,收集各订单及设备加工数据,对智能车间生产活动中个性化定制柔性动态生产,随机调度模型进行仿真建模进行实证研究。
  结果表明,建立的智能制造中的个性化定制生产调度模型合理,采用动态调度方法对生产调度问题进行求解,取得了较好效果,实现了生产调度的智能化。
[硕士论文] 李鑫
工业工程 华中科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着市场经济的发展,产品定制化程度不断提高,传统的大规模面向库存生产已不能满足市场多样化需求。为缩短制造周期提高订单响应速度,越来越多的企业开始采用面向库存与面向订单混合生产的模式。
  本文以软磁铁氧体生产企业为背景,基于MRP、JIT、TOC及MTS-MTO混合生产计划管理理论,聚焦于解决面向库存生产的粉料补货计划以及面向订单的磁芯生产计划问题,建立适用于企业的车间整体计划框架,达到减少在制品库存、提高瓶颈工序设备产出及订单准时交付的目的。
  针对粉料生产过程中库存量高、产能浪费及产能分配不合理问题,基于最小最大库存控制策略(s,S),以最小化生产成本、调整切换费用、库存持有成本及缺货成本为目标,建立粉料固定周期最小最大(R,s,S)库存控制模型,实现各粉料生产安排及库存控制。
  针对磁芯生产工序过程中在制品库存高、瓶颈设备产能浪费及计划编制工作量大的问题,基于启发式规则以及约束理论(TOC)基础,以最小化成型在制品、最大化烧结产能利用率为目标,结合 DBR控制模型设计了适用于企业的成型-烧结生产计划控制方法,建立计划制定算法流程,实现车间订单生产排序、产能最大化以及在制品最小化。
  最后,通过将研究的混合计划框架及控制方法集成应用到高级计划排程软件系统中,建立包含粉料库存补货及磁芯生产的车间整体生产计划实施方案,并将其应用到A企业的实际生产,取得良好的应用效果。
[硕士论文] 刘康俊
工业工程 华中科技大学 2017(学位年度)
摘要:在过去的十几年里,数字化车间和三维虚拟技术已经在制造企业得到广泛应用,但两者并没有得到很好的结合。在制造企业智能化转型升级的背景之下,实现虚拟制造与现实制造的深度融合,建设基于三维虚拟仿真的数字化车间就显得尤为重要。
  本文提出了一种基于三维虚拟仿真的数字化车间建设框架,对三维虚拟数字化车间建设的框架、范围和内容等进行规范和约束,对其中的主要应用场景进行描述,为企业在建设三维虚拟数字化车间的总体框架和场景内容提供指导。通过三维虚拟数字化车间的主要建设场景在制造企业的应用实例,验证模型内容的可行性。
  给出基于PostEngineer软件的三维虚拟数字化车间建模流程,并在武重集团数字化车间建设中得到应用。利用3D Max软件对车间设备等进行三维建模和渲染,利用PostEngineer软件进行模型的轻量化,并对设备关键运行过程设计模拟动画。
  给出基于PlantSimulation软件的三维虚拟数字化车间仿真优化的基本流程,并在胜利精密数字化车间建设中得到应用。利用 PlantSimulation软件对车间内生产线物流进行规划仿真,对产线平衡、物流瓶颈等进行分析和优化,提高了生产线的设备利用率和产能。
  给出了三维虚拟数字化车间可视化系统的总体框架和应用流程,并在武重集团数字化车间建设中得到应用。通过PostEngineer软件平台实现了基于车间实时数据的三维虚拟监控,使得现实车间的生产实况以三维可视化的形式展现在人们面前,方便对车间生产现状进行直观的监控。
  通过对基于三维虚拟仿真的数字化车间建设框架及其在制造企业数字化建设中的应用研究,对企业将虚拟方法应用到制造车间建设、规划、管控等过程,建设虚拟物理融合的数字化车间具有重要意义。
[硕士论文] 黄瑶雨
管理科学与工程 武汉科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着经济全球化的不断深入,消费者多样化、个性化需求的增加,产品组合更加丰富,生命周期不断缩短,企业之间由传统基于低成本和规模化的竞争逐渐转变为基于多样化和快速响应时间的竞争。流程柔性通过快速有效的整合配置资源,保障企业能够在短时间内生产多样化产品,保持竞争优势。如何通过有效的柔性配置,减少市场需求变动对生产带来的风险是流程柔性的重点研究内容。
  本文首先梳理了流程柔性及其风险的研究背景和现状,提出了多阶段多产品流程柔性风险研究的意义和重要性。其次,在相关理论的基础上,论文构建了需求不确定环境下多阶段多产品流程柔性生产的风险模型,提出以配置风险和损失风险两个指标作为衡量柔性系统绩效的标准,并给出了每种风险的度量方法,通过分析和仿真得出了风险规避措施。接着,论文构建了考虑柔性生产成本的流程柔性风险分析模型,给出了模型适用的范围,在仿真的基础上提出了考虑柔性生产成本时的风险防范准则。论文的最后是全文研究的结论和展望。论文的研究扩展了流程柔性风险的理论研究范围,在建模和仿真分析基础上提出的风险规避措施有利于帮助企业实现更加有效的柔性化运作,具有一定的现实意义。
[硕士论文] 钟昕怡
工业工程 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:随着市场需求愈加趋于多样化和个性化,追求规模经济的大批量生产模式己无法适应当今的市场环境;同时,科学技术的发展加快了产品升级换代的频率,不断涌现的新产品使企业需要采用更柔性的生产模式。在市场需求推动及先进技术支持的背景下,越来越多的企业转变为多品种小批量生产企业。另外,随着市场竞争愈加激烈,产品质量已成为企业保证市场占有率,实现持续经营的关键,而工序质量是保证产品质量的根本。因此,如何提高多品种小批量生产中的工序质量已成为质量控制领域的热点。本文以多品种小批量生产中的关键工序为研究对象,对关键工序的识别与质量控制进行了深入研究。
  本文的研究主要包括以下几个方面:
  首先,介绍论文的选题背景,分析关键工序识别及质量控制的研究现状,提出了论文研究的目的和意义。在此基础上,结合多品种小批量生产模式的内涵,深入分析关键工序识别及质量控制的理论和方法。基于此,明确论文需要解决的关键问题,提出论文的研究思路和相应的技术路线。
  其次,针对多品种小批量生产中较难准确识别关键工序的问题,构建多品种小批量生产中关键工序识别的指标体系及模型。在分析多品种小批量生产中工序关键度影响因素的基础上,确定关键工序识别指标体系,并使用粗糙集方法对指标进行约简,采用层次分析法和灰色综合评价相结合的方法建立多品种小批量生产中关键工序的识别模型。
  然后,针对多品种小批量生产中工序质量控制图使用效果不佳的问题,提出一种多品种小批量生产中关键工序质量控制方法。对相似工序的样本数据进行数据变换来扩充样本容量,分析常见控制图的适用范围,确定本文使用的控制图,并使用数据变换后的值绘制控制图,在此基础上,采用BP神经网络对控制图可能出现的异常模式进行识别,分析结果产生的原因,并给出相应的应对策略消除异常,实现多品种小批量生产中关键工序的有效质量控制。
  最后,将上述关键工序识别模型以及关键工序质量控制方法应用于 K企业,应用效果验证论文模型和方法的可行性和有效性。
[硕士论文] 潘志成
工业工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:随着人们需求不断增加,市场竞争日益激烈,准时交货成为提高客户满意度的一个重要方面。然而大部分企业在接收订单时很少了解车间实际状况,无法对交货期进行准确预测,经常出现订单量大于车间生产能力的情况。如果接到订单后再进行排产,无法在交货期内以正常加工能力完成整个订单的生产,因此车间只有通过加班来保持准时交货。然而设备长时间满负荷运行会导致其性能下降,很难保证产品生产质量,一旦设备发生故障将会影响整个生产进度,给企业带来巨大损失,所以一些企业通过提前生产的方式保证订单准时交货。
  然而在提前生产时,需要对订单进行预测。如果预测订单量过大,企业的库存成本将会增加,预测量偏小将导致订单来临时的生产压力过大,产生额外的加工成本,因此如何进行合理的预测对企业控制成本至关重要。除此之外,车间按照预测性订单生产具有一定的风险性,所以如何在预测性生产时减小成本和保持生产柔性是企业急需解决的问题。
  本文首先针对订单预测进行了相关性研究,分析了定量预测中的时间序列法和因果分析法,同时对预测性模型进行参数求解和验证。在选择预测方法时,首先分析产品的特点,找出影响预测目标的主要因素,之后选择合适的预测方法。如果影响预测目标的因素较为复杂,致使无法选择预测方法时,分别带入模型中,对两者偏差值进行比较,选择较小值对应的方法进行预测。
  其次,本文通过工艺规划和车间调度的集成优化,在保证产品质量的同时,降低企业成本,协调了工艺规划阶段和生产调度阶段时的目标冲突,在求解单目标工艺规划与车间调度集成优化问题时,由于工艺顺序和工序的在设备上的加工顺序都会影响可行解,致使可行解集相比于柔性调度问题更加庞大,搜索时更加困难。因此,本文提出了多群体混合进化算法(MG-HEA),通过探索种群使可行解保持分散性,其次通过寻优种群对较优解集进行领域搜索,提高解集质量,最后引入反馈规则避免种群陷入局部最优。求解多目标时,目标的冲突性致使可行解无法有向搜索,因此本文在基于Pareto最优解集设计了聚类差分进化算法(CDE),以最大完工时间,拖期最小和设备最大负荷为优化目标,建立多目标非链式工艺规划集成模型。结合聚类算法、差分进化算法和遗传算法相关操作有效地优化工艺信息和调度方案,保持可行解在空间中的多样性,实现Pareto非支配解集快速更新,并通过对Pareto非支配解集进行领域搜索,使其更加接近或达到Pareto最优前沿面。最后通过实例验证了算法可行性和优越性。
  由于车间生产的复杂性,生产过程中可能受各种不确定因素的影响,例如订单增加,设备损坏等情况。因此本文采用三维仿真技术对生产过程进行模拟,以啤酒包装生产线为对象,采用Flexsim软件进行仿真运行,之后分析各设备的加工情况,发现生产瓶颈,并对瓶颈工序和易发故障进行针对性改善,有效的平衡了生产线的运行,最后经过二次仿真验证改善方法可行。
[硕士论文] 金花
工业工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:为了避免因设备故障导致生产中断造成损失,往往需要对设备进行预防维护保养。在生产实践中,设备的预防维护计划和车间的生产计划往往由不同的部门分开制定。实际上,这两个计划是互相影响的,在生产时间的分配上存在冲突,分开考虑不利于制定最合理的维护计划和生产计划。
  此外,目前基于可靠性分析的设备维护研究,主要依据确定的概率函数分布来计算设备的故障率和平均维护周期,没有考虑设备故障的突发性和不确定性,因此,有必要根据对设备故障预测的结果设计预防维护计划的参数,然后据此进行设备预防维护与生产调度集成优化问题的研究,以期为生产实践者制定科学合理的预防维护和生产计划提供决策支持。
  主要的研究内容包括以下四个方面:
  (1)针对多设备混联系统设备的故障预测,设计了基于CBR_RBR的混合专家系统。首先,依据大量的历史维护记录,分别采用特征提取和分类决策树方法建立案例库和规则库;然后,采用CBR_RBR混合推理机制,进行目标案例的最相似案例匹配或规则选取,预测出当前设备未来一段时间的维护参数;最后,通过实例预测表明混合专家系统预测方法具有良好的预测精度。
  (2)为了进一步研究复杂多设备混联制造系统的设备维护与车间调度集成优化问题,针对柔性流水车间调度(FFSP)问题,建立以最小化完工时间为目标的FFSP与设备维护的集成优化模型。提出了改进生物地理学算法(BBO)进行求解,在基础调度方案中以一定的概率在设备空闲时间段插入维护时间,从而得到集成方案。算例试验表明集成优化方案大幅缩短了完工时间,维护次数也明显减少,降低了生产成本。
  (3)为解决设备故障带来的拖期交货和维护成本增加等问题,建立了最小化拖期惩罚成本和维护成本的多目标设备维护与柔性作业车间调度(FJSP)集成优化模型。提出了一种新的层次生物地理算法进行求解,算法将解空间分为上、下两层,设计了分层迭代寻优机制,并融入多种局域搜索策略,提高收敛速度和寻优精度。与遗传算法和生物地理算法对比计算结果表明层次生物地理算法优于其他两种算法。
  (4)对故障预测的设备维护与生产调度集成系统进行了设计与实现。在Matlab的 GUI平台上设计了故障预测专家系统和集成优化两个子系统,利用实例对初始调度—故障预测—集成优化的全过程进行了仿真模拟。该系统可为生产实践者制定科学合理的预防维护和生产计划提供决策支持。
[硕士论文] 叶远芹
机械设计及理论 西安建筑科技大学 2017(学位年度)
摘要:车间设备布局是制造系统规划中最重要的研究内容之一,布局设计的好坏对生产过程中的物料传输、生产效益、生产安全等均有较大影响。在柔性化生产环境背景下,传统的静态设备布局不考虑市场动态需求特性,布局成本高,难以满足现在企业的布局要求,因此,对车间动态设备布局问题的研究具有很重要的现实意义。实际布局问题不仅复杂而且多样,形成一套完整、系统的动态设备布局优化模型与方法非常迫切。本文针对多品种、小批量生产模式的制造车间,结合计算机技术,完成车间生产线的优化布置。
  本文首先对车间布局问题的国内外研究现状进行了综述,主要围绕布局形式、布局建模方法、求解算法、计算机辅助布局这四个方面展开,重点阐述了动态设备布局的研究现状,为后文布局模型的建立、求解算法的设计提供了理论支撑。
  在建立动态设备布局多目标优化模型时,本文以多行直线型布局为研究对象,将物料搬运成本、设备重置成本、车间面积利用率作为优化目标,并确定了设备布局需满足的约束条件,在此基础上,建立了连续平面不等面积设备的混合整数规划模型。
  在求解动态布局问题模型时,本文分析了遗传算法与混沌技术的基本理论、运算过程以及两种算法的集成方法,并设计了一种行之有效的混沌遗传算法来求解。该混合算法继承了遗传算法的反演性和混沌搜索的遍历性,克服了遗传算法局部寻优能力差较易陷入局部最优的问题,大大提高了搜索速度和全局收敛性,非常适合应用于求解设备布局问题。
  由于目前的研究在求解模型时都是将实例带入算法程序内部,工作量大,效率低,本文利用Java语言开发了布局优化快捷计算工具,进行计算机辅助车间布局设计,借助此工具添加算法即可进行实例求解。最后,在此工具的基础上,对兰州某机械加工车间的设备布局进行优化,优化结果表明本文提出的动态设备布局方法能起到明显的降低生产成本、提高车间利用率的作用。同时,将本文设计的混沌遗传算法与改进遗传算法、NSGA-Ⅱ、蚁群算法分别求解同一车间实例,最终证明了该混合算法的可行性与有效性。
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