阮林希開(kāi)題報(bào)告

浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文＜開(kāi)題報(bào)告）浙江工業(yè)大學(xué)題目某企業(yè)車(chē)間物流分析與布局改善專(zhuān)業(yè)：工業(yè)工程班級(jí)：工業(yè)工程0502班學(xué)生姓名：阮林希指導(dǎo)教師：魯建廈，詹燕2008-2009學(xué)年某企業(yè)車(chē)間物流分析與布局改善一、選題的背景與意義隨著制造業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也不斷加劇，以致各生產(chǎn)企業(yè)都在為取得更大利潤(rùn)而不懈努力。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，改善物流系統(tǒng)是提高利潤(rùn)的一個(gè)很有效的途徑。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在目前的生產(chǎn)系統(tǒng)中，搬運(yùn)費(fèi)占總費(fèi)用的30%-75%，有效搬運(yùn)可節(jié)省費(fèi)用15%-30%，所以物流被譽(yù)為第三利潤(rùn)源泉［1］。某公司是家以機(jī)械儀表和電子儀表為主要生產(chǎn)產(chǎn)品的制造裝配型公司，一層主要是電表模塊件生產(chǎn)車(chē)間，二層為電表裝配車(chē)間，其公司車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境良好且擁有素質(zhì)良好的工藝改進(jìn)員，工廠(chǎng)主管比較注重車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)管理，所以可以發(fā)現(xiàn)車(chē)間地面潔凈，環(huán)境舒適，且有綠色生產(chǎn)區(qū)，照明和溫度條件良好。通過(guò)對(duì)車(chē)間生產(chǎn)流程和物流分析，發(fā)現(xiàn)其車(chē)間物流和布局存在較大的問(wèn)題，物流迂回現(xiàn)象嚴(yán)重，暫存區(qū)半成品積壓過(guò)多，生產(chǎn)批次切換時(shí)間長(zhǎng)，從而也反映出其車(chē)間和設(shè)備布局存在較大的問(wèn)題，改進(jìn)的空間較大。通過(guò)對(duì)這可課題的研究，針對(duì)公司車(chē)間生產(chǎn)物流和布局進(jìn)行系統(tǒng)地分析，從車(chē)間物流規(guī)劃技術(shù)到生產(chǎn)物流調(diào)度技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化，對(duì)降低公司生產(chǎn)物流費(fèi)用，提高企業(yè)設(shè)備利用率、減少設(shè)備投資、降低成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。二、國(guó)內(nèi)外研究狀況220世紀(jì)60年代以前，布局設(shè)計(jì)問(wèn)題主要依靠流程圖及設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)；60年代早期到年中期，主要依靠系統(tǒng)化圖形技巧；60年代中期以后到70年代晚期，有學(xué)者開(kāi)始研究最佳化解法和啟發(fā)式算法；80年代中期開(kāi)始，慢慢開(kāi)始發(fā)展了很多的演算方法，如圖形理論、隨機(jī)模式法、交互式圖形法、多目標(biāo)演算法、遺傳算法、模糊理論、模擬退火法、塔布搜尋法、專(zhuān)家系統(tǒng)等瓦SLP（SystematicLayoutPlanning＞方法是由理查德?繆瑟（RichardMuther＞于1961年提出的最早的設(shè)施布置的方法，它是一種基于流程導(dǎo)向布局的布置方法3］。SLP自被引入就被證明是一種行之有效的工具，對(duì)布局設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用，而且至今仍被企業(yè)和學(xué)術(shù)界廣泛應(yīng)用。Kooans和Bechman把布局設(shè)計(jì)問(wèn)題歸納為二次指派問(wèn)題（QuadraticAssignProblems，QAP＞，明確表達(dá)了布置和定位問(wèn)題，此后提出的各種算法可分為啟發(fā)式和優(yōu)化兩大類(lèi)囹。QAP涉及將各作業(yè)單位分配到不同的位置，以便將物料搬運(yùn)和運(yùn)輸成本降至最低的方法，解題方法從簡(jiǎn)單的搜索算法發(fā)展到現(xiàn)在的智能搜索技術(shù)，如模擬退火和遺傳算法等⑸。然而，二次指派問(wèn)題（QAP＞己被證明為NP-complete。因此近年來(lái)大多數(shù)的研究者都致力于研究求取次優(yōu)解（suboptimal＞的啟發(fā)式算法［4］。Rosenblatt運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法求解在不確定需求下多階段的設(shè)備布局問(wèn)題。為了減少需要考慮的布局形式，他使用設(shè)定上限值和下限值的方法來(lái)限制解的數(shù)量。在每一階段，他都用靜態(tài)模型進(jìn)行求解，得到一個(gè)最小費(fèi)用值，再把所有階段的最小費(fèi)用值相加得到下限值，下限值不包括重新布置費(fèi)用。上限值是包括重新布置費(fèi)用的最好可行解的總費(fèi)用值。當(dāng)上限值和下限值確定之后，從最后一個(gè)階段開(kāi)始，使用遞歸關(guān)系方程求得每一階段的靜態(tài)問(wèn)題的最優(yōu)解。這一方法存在的缺點(diǎn)是需要預(yù)先知道從一個(gè)階段過(guò)度到另一個(gè)階段的“from-to”矩陣⑸。另外，Ubran于1992年指出，這種方法會(huì)受到“維數(shù)災(zāi)難”的限制，這是動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題的一個(gè)通病。當(dāng)設(shè)備數(shù)目多于15臺(tái)的時(shí)候，計(jì)算就變的很困難了。Lsckson提出了一個(gè)“雙階段”設(shè)計(jì)方法。這是迄今為止適用于求解不等區(qū)域布局問(wèn)題唯一的方法。它的求解過(guò)程是：在第一階段對(duì)等區(qū)域設(shè)備布局問(wèn)題進(jìn)行求解，同時(shí)把重新安置費(fèi)用加進(jìn)來(lái)；第二階段可以說(shuō)是一個(gè)“精練”階段。它使用混合整數(shù)規(guī)劃的方法，對(duì)第一階段所生成的每一個(gè)布局進(jìn)行精練，第二階段的目標(biāo)是使得物流費(fèi)用最低囪。1994年，Conway和Venkataraman使用遺傳算法求解了Balakrishnan等人所提出的有限制條件的動(dòng)態(tài)設(shè)備布局問(wèn)題⑹。國(guó)內(nèi)的大多數(shù)運(yùn)營(yíng)管理的書(shū)對(duì)SLP方法很少做系統(tǒng)和詳盡的敘述，僅僅是從布局的類(lèi)型、布局使用的主要工具等方面進(jìn)行介紹。而實(shí)際布局問(wèn)題的解決很大程度上要依賴(lài)于某些事先設(shè)定的條件或現(xiàn)實(shí)存在的限制［7］。九十年代以來(lái)，物流和生產(chǎn)物流技術(shù)得到前所未有的發(fā)展冏。當(dāng)前在國(guó)內(nèi)研究和宣傳工農(nóng)業(yè)物流中，偏重于從流通環(huán)節(jié)的角度出發(fā)，來(lái)確定研究和宣傳的內(nèi)容。這些內(nèi)容一般都是指某一種產(chǎn)品的物流，如服裝物流、煤炭物流、汽車(chē)物流、糧食物流等，而不去研究宣傳該產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的物流，如服裝工業(yè)物流、煤碳工業(yè)物流、汽車(chē)工業(yè)物流、農(nóng)業(yè)物流等［9］。對(duì)于不同行業(yè)的工廠(chǎng)物流，僅從宏觀(guān)上研究就很難指導(dǎo)該行業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)踐，需要研究工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中的物流，這樣就必須熟悉各工廠(chǎng)不同車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程和要求，這就成為一個(gè)難于克服的困難和障礙1。］。國(guó)內(nèi)針對(duì)車(chē)間布局的研究已經(jīng)展開(kāi)，目前有上海交通大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，復(fù)旦大學(xué)，華中理工大學(xué)等，所做的研究工作主要集中在算法研究上，從而進(jìn)行布局優(yōu)化。上海交通大學(xué)將精益生產(chǎn)的哲理應(yīng)用于車(chē)間的平面布局中，提出了生產(chǎn)線(xiàn)車(chē)間布局的數(shù)學(xué)模型和結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)提出車(chē)間設(shè)備的分類(lèi)方法，提出了基于設(shè)備分類(lèi)的定序算法和定位算法11］。同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程系對(duì)基于敏捷制造的車(chē)間分布式布局進(jìn)行了研究，詳述了新型模式的車(chē)間布局，并且闡明基于新模式下的車(chē)間布局需要不斷變化和調(diào)整，在其整個(gè)生命周期中，不清楚生產(chǎn)數(shù)據(jù)的情況下，利用模糊生產(chǎn)數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行車(chē)間布局。認(rèn)為虛擬單元為實(shí)現(xiàn)敏捷制造環(huán)境下制造單元的重組提供了一個(gè)有效實(shí)施方案，并針對(duì)虛擬單元的實(shí)現(xiàn)，提出了一種面向敏捷環(huán)境下的分布式布局的設(shè)計(jì)方法，它在對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，將資源劃分為能力單元，使得具有不同能力的資源之間的距離最小，從而達(dá)到所構(gòu)建的虛擬單元中物流最優(yōu)化［12］。復(fù)旦大學(xué)針對(duì)制造業(yè)的車(chē)間度問(wèn)題優(yōu)化算法進(jìn)行比較研究，綜述了車(chē)間生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題的各種優(yōu)化方法，對(duì)其發(fā)展歷程、優(yōu)缺點(diǎn)、適用性等都作了詳細(xì)的說(shuō)明，并通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行比較分析，找到最適合現(xiàn)實(shí)情況的優(yōu)化方法。武漢科技大學(xué)機(jī)械制造與傳動(dòng)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為了有效地減少產(chǎn)品在敏捷制造車(chē)間中的非加工費(fèi)用，根據(jù)車(chē)間中的生產(chǎn)工藝流程對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化布局，提出了一個(gè)處理敏捷制造車(chē)間機(jī)器布局的啟發(fā)式算法，算法綜合考慮機(jī)器間零件流的流量、零件的傳輸因素、機(jī)器的空間布局限制等13］。大連交通大學(xué)提出了基于遺傳算法的車(chē)間設(shè)備布局設(shè)計(jì)，運(yùn)用遺傳算法突出的尋優(yōu)能力，在單行布局的基礎(chǔ)上，采用自動(dòng)換行技術(shù)對(duì)車(chē)間設(shè)備進(jìn)行多行設(shè)備布局，優(yōu)化車(chē)間設(shè)備布局效果，運(yùn)用PMX交叉操作和鄰域搜索技術(shù)的變異操作，提高遺傳算法的全局和局部搜索能力。三、研究?jī)?nèi)容及擬解決的主要問(wèn)題研究?jī)?nèi)容本文是我在某公司進(jìn)行實(shí)習(xí)時(shí)候，就某公司車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一系列有關(guān)物流的問(wèn)題進(jìn)行分析探討展開(kāi)的。主要研究?jī)?nèi)容如下：<1）在分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)代物流發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，總結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)的物流規(guī)劃與調(diào)度技術(shù)研究現(xiàn)狀，根據(jù)不同生產(chǎn)布置方式的物流特點(diǎn)，對(duì)物流系統(tǒng)分類(lèi)與生產(chǎn)過(guò)程的物流特性進(jìn)行研究分析。<2）根據(jù)某企業(yè)產(chǎn)品的工藝流程，分析產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的合理性，通過(guò)繪制物流線(xiàn)路圖分析各個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料流通的流暢程度，，從生產(chǎn)物流系統(tǒng)的分析指標(biāo)體系、表達(dá)體系和評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析研究。<3）針對(duì)車(chē)間物流和布局存在的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)，、通過(guò)車(chē)間內(nèi)部的設(shè)計(jì)與平面布置、設(shè)備的布局，以求物流路線(xiàn)系統(tǒng)的合理化。<4）從車(chē)間搬運(yùn)系統(tǒng)現(xiàn)狀出發(fā)，找出搬運(yùn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，對(duì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)。<5）分析與車(chē)間物流極其密切的倉(cāng)儲(chǔ)物料配送系統(tǒng)，以及車(chē)間內(nèi)部物料信息系統(tǒng)，分析物料暫存區(qū)物料擺放情況。擬解決的主要問(wèn)題<1）解決車(chē)間內(nèi)部產(chǎn)品加工過(guò)程中物流迂回，不流暢問(wèn)題。<2）解決車(chē)間流水線(xiàn)加工過(guò)程中在制品量過(guò)大問(wèn)題，和暫存區(qū)半成品對(duì)方過(guò)多問(wèn)題。<3）從分析結(jié)果出發(fā)，運(yùn)用各種方法與技術(shù)提高車(chē)間生產(chǎn)系統(tǒng)物流水平，提出合理的車(chē)間和設(shè)備布置方案，對(duì)車(chē)間進(jìn)行重新布局。<4）提高車(chē)間物流系統(tǒng)的信息傳達(dá)水平，降低產(chǎn)品換批時(shí)間，提高工作效率。<5）對(duì)物流搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。四、研究方法與技術(shù)路線(xiàn)研究方法通過(guò)車(chē)間生產(chǎn)物流系統(tǒng)分析從而得出車(chē)間物流系統(tǒng)存在的問(wèn)題和車(chē)間布局的不合理性，最后提出車(chē)間重新布置的幾種可行方案及評(píng)價(jià)。技術(shù)路線(xiàn)

企業(yè)車(chē)間物流系統(tǒng)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)主要問(wèn)題圖1-1技術(shù)路線(xiàn)圖五、時(shí)間安排表1為畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排表。表1畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排表起止時(shí)間階段任務(wù)要點(diǎn)2008.12.1-2009.3.10開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯2009.3.11-2009.4.10原先上交材料的修改、調(diào)研報(bào)告、論文提綱2009.4.11-2009.5.5論文初稿2009.5.6-2009.5.20論文正文、小論文、獨(dú)立中文摘要、其他相關(guān)資料2009.5.20前答辯ppt六、參考文獻(xiàn)陳呈頻，畢娜，施祺方等.車(chē)間設(shè)施優(yōu)化布置方案[J].工業(yè)工程與管理，2007(1>:103-105,121.曲世永，慕永成.機(jī)械加工設(shè)備的布局設(shè)計(jì)研究[J].科技資訊，2007(35>:52-53.向號(hào)，李明，嚴(yán)興全.基于SLP的生產(chǎn)車(chē)間物流優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2007，28(12>:28-30.應(yīng)保勝，張華，楊少華.敏捷制造車(chē)間布局優(yōu)化的啟發(fā)式算法[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2004，10(8>:962-965王定益，王麗亞.一種改進(jìn)遺傳算法在生產(chǎn)車(chē)間設(shè)備布局中的應(yīng)用3].工程與應(yīng)用，2005，41(14>:190-192，207.曹振新，朱云龍，宋崎.制造系統(tǒng)的設(shè)備布局方法[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24(3>:413-416.付梅成.精益生產(chǎn)在企業(yè)廠(chǎng)內(nèi)物流改進(jìn)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2008(11>:72.程國(guó)全，柴繼峰.物流設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].中國(guó)物資出版社，2003年.向號(hào)，李明，王致民.生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)物流改善實(shí)證研究[J].價(jià)值工程.2007(6>:86-89.歐洋逗.制造型企業(yè)物流分析與優(yōu)化[J].柴油機(jī)設(shè)計(jì)與制造.2008,1(15>:45-49.鄭睿.制造業(yè)的車(chē)間調(diào)度問(wèn)題優(yōu)化算法比較研究[J].物流科技.2008,6:117-119.林強(qiáng)，王雪靜.一類(lèi)工廠(chǎng)作業(yè)單元布置優(yōu)化方案[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版>，2002，10(4>增刊：153-156.劉光富，陳曉莉.系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)在生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化中的應(yīng)用[J].X業(yè)工程與管理，2008(3>:125-128.魯建廈.精益生產(chǎn)[M].浙江工業(yè)大學(xué)工業(yè)工程研究所，2008年.ChenBo，LeeChung-Yee.Logisticsschedulingwithbatchingandtransportation]〕].EuropeanJournalofOperationalResearch，2008，189(3>:871-876.RekhaBhowmik.AnApproachtotheFacilityLayoutDesignOptimization[J].InternationalJournalofComputerScienceandNetworkSecurity，2008，8(4>:212-220.Quan-KePan，LingWang，BinQian.Anoveldifferentialevolutionalgorithmforbicriteriano-waitflowshopschedulingproblems[J].Computers&OperationsResearch,2009，36(8>:2498-2511ShiQiangLiu，ErhanKozan.Schedulingaflowshopwith