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基于系统布置设计及智能算法的厨具生产车间设施布局优化

王东炜  
【摘要】:“中国制造2025”宏伟的制造业蓝图早在2015年3月的全国两会中,就被李克强总理在《政府工作报告》率先阐述出来。而后,我国制造业提快步伐推动“中国制造2025”战略的实现。在这宏伟蓝图的大背景下,经济快速发展,制造业领域竞争日益加剧。这对中小型的制造企业而言,既是机遇,也是挑战。在面临经济压力的同时,制造企业也在不断尝试各种方式去解决一个重要问题:如何在确保产品质量的同时降低生产成本?一些中小型制造企业的生产车间存在着设施布局不合理的情况,容易造成车间物流的混乱和重复的搬运装卸工序。因此通过改善车间设施布局,来降低物料搬运费用,提高车间的生产效率,能够很好的降低企业的生产成本,增大产品的利润。本论文以中山市BS公司2号厨具生产车间作为研究对象,以降低该车间物料搬运总成本为主要目标,通过生产实习获得相关的车间数据,并从实际情况出发,进行该车间设施布局的优化研究。本论文主要的研究工作如下所述。首先,阐述论文研究的背景、目的、意义,总结国内外车间设施布局研究领域的文献和车间设施布局相关理论与优化工具。然后,对BS公司2号厨具生产车间的产品种类、产量、生产工艺流程、零部件组成分析得到相关数据,根据数据分析出区域化的F-D图,并结合车间实际情况找出车间设施布局存在的不足。优化改善中,先使用系统布置设计(SLP)并结合量距积法得到一种优化方案,接着使用智能算法(粒子群算法、遗传算法)进行车间设施布局优化并对比得到另一种优化方案。其中,在MATLABR2019a环境下搭建了基于粒子群算法、遗传算法的车间设施布局优化系统,不但降低了设施规划人员应用智能算法解决设施布局问题的操作难度,而且为BS公司其它厨具生产车间设施布局优化提供了参考的工具。最后,将两种优化方案的的CAD格式图纸导入至FLEXSIM2019仿真软件中,添加实体建立仿真模型。根据厨具车间生产的基础数据进行参数设置并调试运行,通过运行结果比较两种方案的优劣,向BS公司设计部提供车间设施布局优化的建议方案。本论文的研究结论是向BS公司提供了实施有效的车间设施布局方案图,实现了降低物料搬运成本的目标。此研究结论可为BS公司车间设施布局规划人员提供参考的依据,具有一定的实用价值。此外,“M-W型车间设施布局优化系统”的建立,使算法求解车间设施布局问题的思路由高等院校理论研究转移至制造企业的实际应用中,真正提升了车间设施布局优化人员的操作效率。


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