基于负荷均衡和物流量控制的制造单元构建技术

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1、万方数据第28卷第1期2010年2月轻工杌糖LightIndustryMacMattyV01．28No．1Feb．20lO[经营·管理]DOI：10．3969／j．issn．1005-2895．2010．01．029基于负荷均衡和物流量控卷氆的制遣单元掏建技术金晶，冯定忠，金寿松，严莲莲(浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014)摘要：单元制造技术由于其能兼顾大批量生产经济性和中小批量生产柔性的优点，受到学术界和企业界越来越广泛的重视。文章以单元制造实施过程中的第1个阶段——单元构建。为研究对象，利用数学规划法建立了单元构建的模型，模型中考虑了多工艺路径、零件需求信息、机床能力限制等多

2、种企业生产的实际因素。并以物流量最小和机床负荷最均衡为目标函数，利用遗传算法，结合数字算例对模型求解并验证了其在物流量控制和负荷均衡方面的优越性。图4表7参10关键词：工业工程；物流控制；单元构建；遗传算法；单元制造；机床负荷均衡中图分类号：F273文献标志码：A文章编号：1005-289512010)01-0107-06CellFormationTechnologyBasedonMachineLoadBlancingandLogistiesControlJINJing，FENGDing-zhong，JINShou-song，YANLian—lian(CollegeofMechanicalE

3、ngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Anewcellformationmodelisestablishedinthispaper，inwhich，mainfactorsareconsideredthatincludestheintercellularandintracellularmovementsofpartsandthemachineloadbalancingandSOon．Atlastthispaperexplainsthatpartmm肥ments(intercellulara

4、ndintracellular)andmachineloadbalancingmustbeconsider．edsimultaneously讥thecellformationproblemthoughacomputationalexperiment．[Ch，4fig．7tab．10ref．]Keywords：industrialengineering；logisticscontrol；cellformation；geneticalgorithm；cellularmanufacturing；machineloadbalancing0引言单元构建即是在已知零件数量、型号、加工路径以及机床数量、型

5、号、能力的情况下，将零件、机床分配到相应的制造单元当中，实行单元式制造的过程。单元构建的方法有可视化编码、聚类分析、模糊聚类法、图论法、启发式算法、数学规划法与智能技术等¨41数学规划法应用智能技术解决单元构建问题，由于其目标函数及约束条件的任意选择性特点与实际生产过程中零件结构、批量以及工艺路径的多样性相符合，且便于应用计算机等先进手段，因此这种方法在单元构建中最具应用潜力。1模型的建立1．1考虑的因素在单元构建过程中，零件作业等待时间主要取决于各机床之间负荷的均衡性(MachineWorkloadBalan．cing)。如果单元划分后机床间的负荷越均衡，那么零件的作业等待时间越短；反之，

6、零件的作业等待时间越长。有文章作过以最大化机床负荷均衡性来控制零件作业等待时间和在制品量的研究【5】。物流量在单元构建问题中包括单元间物流量收稿日期：2009-09-25；修回日期：2009—11-20基金项目：浙江省自然科学基金(Y6090482)作者简介：金晶(1984)，男，浙江杭州人，浙江工业大学机械制造及其自动化专业，在读硕士研究生，主要从事工业工程与物流的研究。E—mail：sniper_jinjing@sina．com．cn万方数据·108·轻工杌械LightIndustryMachinery2010年第1期(IntercellularMovement)和单元内物流量(Intr

7、acellularMovement)两个部分。前者表现为机床一零件关联矩阵中例外元素(Exceptionalelement)的数量后者表现为关联矩阵中对角块内“0”(Voidinblock)的个数。国内外有大量的研究文章在模型构建的时候是以单元间物流量哺】，或者单元间物流量+单元内物流量总合最小【71作为目标函数来求解生产单元的最优划分。本文在建立单元构建模型时主要以各机床负荷均衡和物流量的控制作为主要指标。