文档介绍：东北林业大学
硕士学位论文
基于蚁群优化算法的车间布局优化
姓名:张玉巧
申请学位级别:硕士
专业:管理科学与工程
指导教师:葛安华
201106
摘要车间布局问题属于�.难组合优化问题,当问题规模较大时,基于穷举思想的方制造系统的工厂布置及车间内设施布置、物料输送等方面对降低企业的生产成本都有重大影响。车间布局的合理与否,直接影响到车间的物流、生产效率、生产成本以及生产安全,还影响到生产周期和场地面积利用率。车问内�%一�%的总运营成本是物料搬运成本,有效的设施布局可以将这些成本降低到�%一�%,这样能为企业节约了大量的生产成本。因此很有必要进行车间布局设计,并研究快速且有效的车间布局方法。法在有限的时间内将无法解决实际问题,从而只能转向使用启发式算法对车间布局模型进行寻优,如遗传算法、模拟退火算法、蚁群优化算法等。蚁群优化算法的应用领域极广,对于很多复杂的组合优化问题的求解效果优于其他算法。本文首先概括了车间布局设计的研究背景和现状,并概述车间布局的一些基本理论。然后基于制造企业生产车间布局的特点,以最小化物料搬运成本为车间布局的优化目标,用二次分配问题建立模型并确定合理的约束条件,然后应用最大最小蚂蚁系统���求解该问题模型,并结合局部搜索算法以获得全局最优解。求解布局方案主要分两个部分:应用最大最小蚂蚁系统���获取初始解;结合局部搜索算法更新初始解,提高解质量。由于��只使用迭代最优蚂蚁或至今最优的蚂蚁更新信息素,从而更好的利用了历史信息,增加蚂蚁构建优质解的可能性,并将为信息素浓度限定范围,避免算法过早收敛于非全局最优解。本文研究的目的是应用蚁群优化算法求解车间布局问题,并运用��镅员喑淌迪�算法,求解结果表明,该算法提供了一种实用的启发式决策支持工具,对车间布局问题的求解是可行且有效的。关键词车间布局;蚁群优化算法;最大最小蚂蚁系统;物料搬运成本摘篮
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髀���论文的研究背景��论文的研究意义从�世纪�年代开始,世界市场由卖方市场逐渐步入了买方市场,人们要求各类产品具有多样性,从而对标准化的大量生产模式提出了异议。�年代日本针对汽车制造业的特点提出了丰田生产方式,其思想和做法都异于传统的大量生产方式,对工厂布置产生了很大的影响和冲击。单元制造、快速响应制造、灵捷制造及可重组制造等制造系统都是随后提出的新方法。生产方式的改变必然改变生产车间的物流状况,同时也促进车间布局设计的研究与发展【�俊I��绞阶1涞耐�保�执�圃煲得媪僮懦中�啾浜筒�可预测的全球化市场竞争,经济因素经常迫使企业对已有系统、人员和设施进行重新评估和认识,并新建高技术生产车间或添置新的机器和工艺。原有的设施布局渐渐不适应现阶段的产品结构,因此需要对原有车间进行改造,使设施布置能够随着生产计划的变化做到快速变化和调整。而当代制造业的管理思想要求制造企业将对生产制造部门的重视逐渐转移到研发和产品销售上,生产部门只抓产品的装配和关键零部件的制造,和过去相比企业的生产部门和规模都有很大变化,设施布置的模型和方法也要做相应变化。因此,如何对车间进行合理布局成为首要解决的问题之一。生产车间是制造系统的基本组成部分,企业的加工、装配任务都在生产车间完成,实现将原材料转化为产品的功能。车间布局决定了以后车间的物流方向和效率,从结构上限定了车间的生产潜力,因此要构造一个有效车间系统最重要的环节就是车间布局。过去人们对车间活动的研究只关注离散的生产加工过程,忽视了连接这些离散的加工的生产辅助过程,也就对车间系统缺乏一个整体的系统的规划,以至于造成很严重的资源浪费,增加了企业的生产成本,同时生产车间对不同的生产情况缺少了应对能力【�。所以设计能高效地提高企业生产效率和效益的布局越来越受到人们的重视。在一些发达国家和地区,车间布局设计已经发展了几十年,其理论方面已经非常成熟,并广泛应用于企业中解决实际车间问题。而我国的设施规划的发展相对国外落后许多,国内制造业对设施布局重视程度还不高。本论文正是在这样的背景下,展开对某车间的布局设计及优化问题的研究。提高工厂生产率并降低成本的最有效方法之一是有一个较好车间布局,这样可以消除所有不必要的多余作业活动,减