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《6(3)翻譯譯文(基于plc控制的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì))》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、用遺傳算法解決設(shè)施布局問(wèn)題I.Mihajlovic*,Z.Zivkovic,N.Strbac,■D.ZivkovicandA.Jovanovic摘要:設(shè)施布局問(wèn)題需要大量的,離散空間的有效研究。牛產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有效的布局規(guī)劃對(duì)丁任何項(xiàng)目都是根本任務(wù)。本文介紹了一種遺傳算法(GA)來(lái)解決制造系統(tǒng)的設(shè)施布局設(shè)計(jì)的最優(yōu)化,使材料處理成本最小化。通過(guò)文獻(xiàn)中選的問(wèn)題對(duì)啟發(fā)式算法的性能進(jìn)行了測(cè)試。計(jì)算結(jié)果表明,該方法相比,許多現(xiàn)右的算法在這方面產(chǎn)生更好的效果。與現(xiàn)有的許多研究方法相比,該方法在此領(lǐng)域的效果更好。關(guān)鍵詞:設(shè)施布局;嫩捷制造;隨機(jī)規(guī)劃1引言元件布局在許多工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)
2、和可用性方面都扮演著很重要的角色。布局問(wèn)題也歸類(lèi)在包裝,包裝,配置,集裝箱,貨盤(pán)裝載或空間等文獻(xiàn)的標(biāo)題下。這個(gè)問(wèn)題涉及的組件放置在一個(gè)可用的空間屮,使得一組目標(biāo)可以?xún)?yōu)化,同時(shí)滿(mǎn)足性能約束的口J選的空間。目前在一般的機(jī)械布局過(guò)程中,設(shè)計(jì)師可以利用的工具大多還停留在手動(dòng)調(diào)節(jié)和視覺(jué)反饋的協(xié)助下的物理或電子模型階段。機(jī)械和機(jī)電布局流程口動(dòng)化的困難源于:(1)造型的設(shè)計(jì)目標(biāo)和約朿;(2)的限制;(3)確定適當(dāng)?shù)膬?yōu)化搜索策略。許多的設(shè)計(jì)口標(biāo)可以建模如布局口標(biāo)。此外,一組的限制往往必須被滿(mǎn)足,以確保布局的適用性。在合理的時(shí)間內(nèi),高效的計(jì)算目標(biāo)和約束條件是解決的布局問(wèn)題所必需
3、的,然而分析目標(biāo)和約束條件的需耍大量的計(jì)算和評(píng)估才能得到交點(diǎn)。布局問(wèn)題的搜索空間是非線(xiàn)性的和多模式,確定一個(gè)合適的算法來(lái)導(dǎo)航空間和找到質(zhì)量好的解決方案是至關(guān)重要的。通常布局目標(biāo)制定成目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)可能反映了成本,質(zhì)量,性能和服務(wù)的要求。各種約束可能是必要的指定組件Z間的空間關(guān)系,元件的規(guī)格,目標(biāo),約朿,拓?fù)溥B接定義一個(gè)布局的問(wèn)題,優(yōu)化搜索算法的問(wèn)題,通過(guò)評(píng)估設(shè)計(jì)方案和不斷變化的設(shè)計(jì)狀態(tài)來(lái)制定和確定可行的解決方案。口標(biāo)的分析和約束的變化從一個(gè)問(wèn)題到另一個(gè)問(wèn)題,然而,優(yōu)化搜索技術(shù)、幾何表示和結(jié)果干擾評(píng)價(jià)都是獨(dú)立的課題,因此,一個(gè)通用的布局工具成為了焦點(diǎn)。設(shè)計(jì)問(wèn)題的
4、主要廿的是與生產(chǎn)及物料運(yùn)動(dòng)的布局,半導(dǎo)體制造和服務(wù)中心的布局,盡量減少成本。美國(guó)制造商的總經(jīng)營(yíng)開(kāi)支的20%至50%之間,用于材料處理和適當(dāng)?shù)脑O(shè)施設(shè)計(jì),至少可以減少這些成本10%-30%。曲于不正確的決策改變?cè)O(shè)備設(shè)計(jì),預(yù)測(cè)或假定通常涉及大量的成本,時(shí)間和破壞活動(dòng)。另一方面,良好的設(shè)計(jì)決策,就可以收獲長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)和經(jīng)營(yíng)效益。因此,關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì),容易翻譯成物理現(xiàn)實(shí)和是“健壯”從假設(shè)出發(fā)的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目經(jīng)理或策劃者通常是在他/她口己的知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能的基礎(chǔ)上執(zhí)行編制布局的任務(wù)。很明顯,這可能會(huì)導(dǎo)致從一個(gè)人到另一個(gè)人布局明顯不同的結(jié)果。為了把這個(gè)任務(wù)分解成更多的角度,研究人
5、員已經(jīng)推出了系統(tǒng)地規(guī)劃生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)布局的不同的方法。設(shè)施布局規(guī)劃的分類(lèi)一般根據(jù)兩個(gè)主要的特征:(1)設(shè)施分配方法(2)布局規(guī)劃技術(shù)設(shè)施布局規(guī)劃。數(shù)學(xué)技術(shù)通常包括一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的識(shí)別尋求的布局要努力實(shí)現(xiàn)。一種被廣泛使用的目標(biāo)是盡量減少現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸成木。這些目標(biāo)通常數(shù)學(xué)家被解釋為“目標(biāo)函數(shù)”,然后根據(jù)問(wèn)題的具體限制,優(yōu)化該目標(biāo)函數(shù)生產(chǎn)所需的布局。系統(tǒng)利用知識(shí)為基礎(chǔ)的技術(shù),相反,提供協(xié)助規(guī)劃者布局規(guī)劃的規(guī)則,而不是完全基于一個(gè)指定的優(yōu)化口標(biāo)的執(zhí)行過(guò)程。通常情況下選擇的合格函數(shù)是搬運(yùn)工件的最低總成木。在一般情況下,這些費(fèi)用是運(yùn)輸成本的總和(這些是成比例的流的強(qiáng)度和距離)及其
6、他成本。一個(gè)有效的設(shè)備布局設(shè)計(jì)可以降低生產(chǎn)交貨時(shí)間,并提高了吞葉量,從而提高整體的生產(chǎn)力和效率的工廠。制造系統(tǒng)中主要的布置類(lèi)型有:流線(xiàn)或單線(xiàn),多線(xiàn),半圓形和環(huán)路布局。選擇一個(gè)特定的布局意味著哪些部分從一臺(tái)機(jī)器移動(dòng)到另一臺(tái)機(jī)器的方式。設(shè)備布局的選擇受多個(gè)因素的影響,即機(jī)器的數(shù)量,可用的空間,操作序列的相似性和使用的材料處理系統(tǒng)。有許多類(lèi)型的材料搬運(yùn)設(shè)備,包括自動(dòng)搬運(yùn)車(chē),輸送系統(tǒng),機(jī)器人,和其他。材料搬運(yùn)設(shè)備的選擇對(duì)于-?個(gè)現(xiàn)代制造工廠屮的設(shè)計(jì)是很重要的。整機(jī)布局設(shè)計(jì)中的問(wèn)題是分配一個(gè)給定的布局的位置,如給定的性能指標(biāo)等是優(yōu)化的。這里使用的措施要盡量減少材料處理成
7、本。這個(gè)問(wèn)題屬于菲多項(xiàng)式硬盤(pán)(NP-hard)類(lèi)的。問(wèn)題復(fù)雜性的増加與可能的機(jī)器位置的數(shù)目呈倍數(shù)關(guān)系。2布局空間特性和解決方法工廠布局的問(wèn)題,涉及分配不同的部門(mén),設(shè)備,和物理資源在設(shè)施中盡可能的最優(yōu)化,為了在產(chǎn)品或服務(wù)方面提供更大的效率,實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是在處理上述的問(wèn)題時(shí)可以從兩個(gè)角度進(jìn)行描述。一方面,許多研究人員描述該問(wèn)題的作為一個(gè)優(yōu)化的產(chǎn)品流,從原材料階段到最終產(chǎn)品。這是通過(guò)總的材料處理成木最小化。在這個(gè)意義上解決問(wèn)題,需耍知道部門(mén)Z間的距離(通常是從他們的重心),部門(mén)與部門(mén)之間的旅行的數(shù)口,以及單位成木。另一方面,布局可以被認(rèn)為是一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題。從這個(gè)角度來(lái)看
8、,解決這個(gè)問(wèn)題不僅涉及收集上述的量化信