收藏本站
《河北工业大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于模糊技术的制造单元构建方法及其在变压器企业中的应用

李杰  
【摘要】: 成组技术是国际上公认的制造系统信息集成的前提和基础。作为成组技术的核心,成组方法是当代国际集成制造领域研究和应用的热点。 本文在综述成组技术的基本原理与方法的基础上,对基于模糊技术的制造单元构建方去及其在变压器企业中的应用展开了系统而深入的研究,主要包括以下内容: 1.系统归纳和分析了模糊技术在成组技术中应用的国内外研究方法,提出了现有方法存在的主要问题。 2.在给出制造单元构建问题的模糊数学模型和模糊C均值(FCM)算法的基础上,深入研究了算法参数对FCM聚类性能的影响,确定了FCM用于制造单元构件问题的算法参数值,并通过大规模的实验数据测试对算法参数进行了验证。 3.深入研究了应用FCM方法进行制造单元构建的效果,系统提出了FCM对于制造单元构建存在的问题,并指出了问题产生的根本原因,为解决FCM聚类中存在的问题提供了重要依据。 4.针对FCM的主要问题,从不同的角度提出了改进的方法,并通过大规模的实验数据测试分析了不同方法的改进效果。具体包括以下四个方面: 第一,提出了改进的减法聚类法以产生具有代表性的初始聚类中心,提高了算法的稳定性和聚类性能。 第二,深入研究了距离函数对FCM聚类性能的作用,指出欧几里德距离函数对于制造单元构建问题的不足,提出了更加符合成组技术需要、反映问题本质特征的距离函数,解决了FCM对具体零件和设备的聚类错误问题。 第三,研究了聚类中心函数对FCM聚类性能的影响,比较了基于不同中心函数的成组效果,提出了不同中心函数对于不同规模问题的适用范围,从而为针对问题特征选取合适的中心函数提供了依据。 第四,针对FCM迭代过程中制造单元构建方案成组效率的波动性,提出了迭代方案选择方法,基本避免了FCM选择的最终迭代方案不可行的问题。 5.在系统研究FCM算法及制造单元构建问题的基础上,提出了基于模糊技术的制造单元构建方法SDFCM。该算法中提出的改进的减法聚类法产生初始聚类中心、基于零件特征的距离函数、迭代方案的选择方法等基本消除了FCM的聚类错误,显著的提高了成组效率。本文也给出了SDFCM算法的应用过程示例,并用20组文献数据和90组随机产生的数据对SDFCM进行了大规模、系统的测试,通过与FCM等其它算法的比较分析,充分验证了SDFCM对制造单元构建问题卓越的聚类性能。大规模的数据测试与统计分析表明SDFCM算法的聚类性能显著优于FCM。尤其要特别指出的是,SDFCM的成组效率 一 与最优控制方案在统计意义上一致。 6.通过天威保变电气有限公司的实例,研究了 SDFCM方法提供的模糊隶属程度信 息在企业制造单元构建中的作用,提出了利用隶属矩阵计算设备负荷、减少瓶颈要素的方 法。结果表明,SDFCM方法能够根据企业的设备负荷等实际情况,在构建制造单元的同 时产生具有重要意义的设备复制方案,以辅助管理者发现瓶颈设备、增加关键设备的决策, 提高生产系统整体运行效率。 7.系统分析了SDFCM用干制造单元构建的效果,指出了SDFCM算法的优越性。 综合上述研究内容,本文的主要创新点包括: l 针对FCM采用欧氏距离造成的分类错误,提出了反映制造单元构建问题本质特征 的距离函数。 2 针对FCM迭代过程中制造单元构建方案成组效率的波动性,提出了迭代方案选择 方法。 3 在基于上述方法的基础上,提出了应用模糊技术的制造单元构建算法SDFCM。大 量的数据测试与分析表明,SDFCM不仅显著优于FCM及其改进算怯,而且能够得到统计 意义上的满意优化解。 4 研究了SDFCM算法在变压器企业(天威保变电气股份有限公司)中的应用,提 出了自动识别瓶颈设备,提出设备复制方案的方法,以辅助管理决策,提高生产系统效率。
【关键词】:成组技术 模糊C均值法 SDFCM 零件族构建 制造单元构建 减法聚类法
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:F426.6
【目录】:
  • 符号说明9-10
  • 第一章 绪论10-23
  • 1.1 CIMS与制造业信息化10-12
  • 1.2 电力装备制造业信息化12-13
  • 1.3 成组技术的原理及应用13-17
  • 1.4 模糊技术在成组技术中的应用17-21
  • 1.5 主要研究内容21-23
  • 第二章 模糊C均值(FCM)算法研究23-32
  • 2.1 制造单元构建问题及其评价指标23-24
  • 2.2 制造单元构建问题的数学模型24-26
  • 2.3 模糊C均值(FCM)算法26-28
  • 2.4 FCM算法参数分析28-30
  • 2.5 小结30-32
  • 第三章 FCM算法应用研究32-43
  • 3.1 引言32
  • 3.2 应用FCM算法构建制造单元的效果32-34
  • 3.3 FCM算法的优点34-35
  • 3.4 FCM算法的主要问题35-41
  • 3.5 小结41-43
  • 第四章 FCM算法要素改进研究43-54
  • 4.1 引言43
  • 4.2 初始聚类中心的产生43-45
  • 4.3 距离函数的计算45-47
  • 4.4 对各组聚类中心计算函数的调整47-48
  • 4.5 迭代方案的选择48
  • 4.6 各改进方法的聚类效果分析48-52
  • 4,7 小结52-54
  • 第五章 模糊制造单元构建算法(SDFCM)54-67
  • 5.1 引言54
  • 5.2 模糊制造单元构建算法(SDFCM)步骤54-56
  • 5.3 SDFCM算法应用示例56-61
  • 5.4 文献数据测试与分析61-63
  • 5.5 随机产生大规模数据测试与分析63-65
  • 5.6 小结65-67
  • 第六章 SDFCM在变压器企业中的应用67-74
  • 6.1 引言67
  • 6.2 应用实例——保定天威保变电气股份有限公司制造单元构建67-70
  • 6.3 SDFCM算法的优点70-72
  • 6.4 小结72-74
  • 全文总结74-76
  • 参考文献76-82
  • 附录A 数据测试方案设计82-86
  • 附录B 采用不同算法参数、不同改进方法的聚类结果86-99
  • 附录C SDFCM与FCM及文献方法的比较99-103
  • 附录D 企业实例数据103-112
  • 附录E 文献的改进FCM算法112-114
  • 致谢114-115
  • 攻读博士学位期间所取得的相关科研成果115

【相似文献】
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨国昱;;金属-氧簇单元构建的微孔材料[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
2 王红;;生产线设计的模块化研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
3 黄玲;杨国昱;;四取代三明治单元构建的二维多金属氧酸盐的合成与结构[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
4 李鑫;张宇宏;梁立业;沙靖全;;基于[β-Mo_8O_(26)]和铜-恩诺沙星亚单元构建的超分子化合物[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
5 梁立业;孙靖文;沙靖全;;基于[β-Mo_8O_(26)]和铜-氟哌酸亚单元构建的二维配位聚合物[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
6 李新雄;杨国昱;;基于[P_5W_(30)O_(110)]~(15-)单元构建的孔状多金属氧酸盐的合成与结构[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
7 蔡斌;杨柏枫;贺欢;杨国昱;;六核镍取代的磷-钨-氧簇的合成与结构(Ⅲ)[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
8 蔡斌;贺欢;杨柏枫;杨国昱;;六核镍取代的磷-钨-簇的合成与结构(Ⅳ)[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
9 方伟慧;王志龙;杨国昱;;一类新颖的基于{Ln_2O_2}单元构建的超分子化合物[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
10 何宏;黄兴;孙虹;武聪聪;董宏;;基于VHDL和FPGA的自适应数字频率计设计[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集2)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 蔡忠仁;氧基簇合物设计合成取得突破[N];中国化工报;2007年
2 齐丽;爱国者数码相机营造“快乐一家亲” [N];中国经营报;2005年
3 王俪历 边军刚;我市第一座110千伏数字化变电站获准建设[N];延安日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李杰;基于模糊技术的制造单元构建方法及其在变压器企业中的应用[D];河北工业大学;2002年
2 王建维;制造单元构建的关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
3 王晓晴;面向单元制造企业的单元构建和调度方法的研究[D];东北大学 ;2009年
4 胡广华;制造车间布局优化方法研究与系统实现[D];华中科技大学;2007年
5 梁峰;组织工程肝单元构建的研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈艳;中小学体育课程的单元构建[D];南京师范大学;2005年
2 曾里义;单元制造方式下制造单元构建及调度问题研究[D];江苏科技大学;2011年
3 段炼;批次管理下多品种跨批量制造企业生产单元构建研究与应用[D];重庆大学;2011年
4 陈磊;小学低年级(水平一)体育课程特点与单元构建案例评析[D];南京师范大学;2007年
5 何爱红;高等职业院校体育课程的目标导向及方案设计[D];南京师范大学;2007年
6 张剑;微流控芯片分析系统中固相萃取预处理单元构建[D];重庆大学;2007年
7 李贞;四氮唑配合物的原位合成、结构和光谱性质研究[D];汕头大学;2007年
8 杨阔然;X公司机加车间单元布局设计研究[D];吉林大学;2012年
9 张登凡;基于单元制造的可添/删机器的车间布局方法优化研究[D];江苏大学;2010年
10 戈华;客户关系管理中的聚类分析研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026