面向单元生产的可重构设施布局优化研究

【摘要】单元生产方式是精益生产的核心模块之一，能够满足多品种、小批量的生产需求。产品品种、生产批量等因素的变化，使得现有单元布局的效率低下，需要根据变化了的情况对现有单元设施布局进行改善以提高效率。面向单元生产的可重构设施布局是指在单元生产模式下，在设施布局过程中以当前设施布局为参照对象，根据订单数量和产品工艺要求等信息，对设施布局进行重构，最终获得最优或近似最优布局，实现经济效益最大化。由于设施布局是否合理直接影响企业经济效益，因此在生产过程中对设施进行再布局意义重大。首先，分析了在动态竞争环境下的单元生产设施布局问题，对该问题进行了定义；综合考虑该问题所涉及的众多定量定性影响因素，建立了设施布局问题的参考模型，该模型包括产品结构、产品工艺路线、机器类型和机器的具体位置；在该模型基础上，说明了可重构设施布局、动态设施布局和鲁棒性设施布局问题的联系与区别。其次，选择U型生产线单元设施布局为建模对象，建立了单元生产的可重构设施布局决策的集成模型，该模型以物料搬运成本、单元重构成本和生产时间损失成本最少为优化目标，综合考虑了重新布局的预算约束以及其他各类惩罚约束。接着，设计了求解模型的遗传算法，以实验测试方式确定遗传算法的参数设置，有效避免了陷入局部最优的情况，并运用遗传算法对模型进行求解。最后，开展了案例研究。以某车间单元内U型生产线为研究对象，分析了当前单元设施布局的特点，根据未来订单数量和产品工艺要求等信息，利用上述模型和算法进行了对比与分析，验证该模型和算法的可行性。从成本效益分析角度考虑是否需要重置原始布局，并给出优化结果，为企业进行新一轮的生产组织提供决策支持。
【作者】徐双燕；
【导师】丁祥海；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，管理科学与工程，2014，硕士
【关键词】单元生产；U型生产线；可重构设施布局；预算约束；遗传算法；

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