打孔机生产效能模型

《打孔机生产效能模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的电子文件名：所属学校（请填写完

2、整的全名）：参赛队员(打印并签名)1.刘国旗2.胡芳3.王乾指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：2012年8月18日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）打孔机生产效能的提高摘要本文通过建立优化模型，利用Matlab软件编程处理电路板打孔机作业时，一系列不同孔型情况下产生的打孔机行进成本的设计问题，追求打孔机最高的生产效能。由于对于同一孔型钻孔

3、作业时间都是相同的，所以由打孔机的生产效能定义分析得打孔机的生产效能其实是取决于两个因素：不同孔型加工作业时刀具的转换时间和打孔机钻头的行进时间。对于问题一，分析数据得刀具转换时间与时间的成本都远远大于行进的时间和成本。为达到最优的作业成本应该是主要使刀具转换的费用最小，即刀具转换的次数最少。利用穷举搜索法求出最优的刀具转换方案是，转换了9次，费用为18.9元。在最优的刀具转换方案的基础上分步择优打孔，即每次打完需要该种刀具的所有的孔型。根据蛙跳法的思想利用Matlab软件编程，求出行进的最短路径，建立每种刀具的当前最优择路模型，最后建立综合最优择路模型。最后得出行进时间为87.912

4、77722s，作业成本为968.357994元。对于问题二由第一问的答案分析知，行进成本接近作业成本，而行进成本取决于行进距离，同时行进距离的多少取决于最优作业路线。所以对于双钻头，为了增加生产效能就要减少行进距离(即行进时间)，求得最优作业路线。从作业孔点图可以得出两点之间行进距离最大的就是从图形的一边到另一边，只要减少大距离的两点行进，就可以达到减少行进距离，降低作业成本，提高生产效能的目的。基于以上我们提出了印刷版块分区的思想，本问将印刷版用两条交叉垂直线分成四个区域1,2,3,4。利用定区域的随机点算法编程算出分区边线的交叉点(中心点)，使其以此点为中心划分的一、三区域所有点的

5、距离a大于3cm同时满足二、四区域所有点的距离也大于3cm。最后得到最优的交叉点坐标为(27.7945，92.1853)。以上述最优的交叉点划分区域后，钻头一在第一区域开始打孔，另一个在三区域打孔，打孔结束后；两钻头分工在二、四区域独立工作，运用问题一中方法求得最优路线。计算出双钻头结果行进时间为78.93333333s，作业成本为928.08元，与传统的单钻头相比作业效能提高了。之后变化合作距离a的大小，利用上述方法求得每个合作距离的最优作业成本，画出对应的散点图。发现当合作间距越小时，最优作业成本呈现越小趋势。关键字：生产效能穷举法蛙跳法定区域随机点算法一、问题重述过孔是印刷线路板

6、（也称为印刷电路板）的重要组成部分之一，过孔的加工费用通常占制板费用的30%到40%，打孔机主要用于在制造印刷线路板流程中的打孔作业。本问题旨在提高某类打孔机的生产效能。打孔机的生产效能主要取决于以下几方面：（1）单个过孔的钻孔作业时间，这是由生产工艺决定，为了简化问题，这里假定对于同一孔型钻孔作业时间都是相同的；（2）打孔机在加工作业时，钻头的行进时间；（3）针对不同孔型加工作业时，刀具的转换时间。目前，实际采用的打孔机普遍是单钻头作业，即一个钻头进行打孔。现有某种钻头，上面装有8种刀具a，b，c，…,h，依次排列呈圆环状，如图1所示。bcdefgha图1：某种钻头上8种刀具的分布情

7、况而且8种刀具的顺序固定，不能调换。在加工作业时，一种刀具使用完毕后，可以转换使用另一种刀具。相邻两刀具的转换时间是18s，例如，由刀具a转换到刀具b所用的时间是18s，其他情况以此类推。作业时，可以采用顺时针旋转的方式转换刀具，例如，从刀具a转换到刀具b；也可以采用逆时针的方式转换刀具，例如，从刀具a转换到刀具h。将任一刀具转换至其它刀具处，所需时间是相应转换时间的累加，例如，从刀具a转换到刀具c，所需的时间是36s（采用顺时针方式）。为了简