公理设计视角下的虚拟制造单元系统设计与构建问题研究

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1、学校代码：10289分类号：F406.26论文密级：公开题学号：102040033目公理设计视角江苏科技大学下的虚拟硕士学位论文单元系统设公理设计视角下的虚拟制造单元系计与构统设计与构建问题研究建问题研究研究生姓名赵金磊导师姓名韩文民蒋家尚姓名申请学位类别管理学硕士学位授予单位江苏科技大学赵学科专业管理科学与工程论文提交日期2013年5月10日金磊研究方向现代工业工程论文答辩日期2013年6月16日江苏答辩委员会主席杨兴林评阅人盲审科技大盲审学2013年6月分类号：F406.2密级：公开学号：10204

2、0033管理学硕士学位论文公理设计视角下的虚拟制造单元系统设计与构建问题研究学生姓名赵金磊指导教师韩文民教授江苏科技大学二O一三年五月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofManagementScienceVirtualManufacturingCellSystemDesignandFormationResearchunderthePerspectiveofAxiomaticDesignSubmittedb

3、yZhaojinleiAdvisedbyProfessorHanwenminJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMay,2013江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技

4、大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要虚拟单元制造方式（VirtualCellularManufacturing，VCM）是一种

5、根据任务工艺的相似性，将生产任务聚类成任务族，根据任务族的生产需求从备选设备资源中选出需要的设备，组成逻辑生产单元，通过物流系统的连接，无需改变设备和资源的物理布局，而形成逻辑和概念上相互关联的虚拟动态生产实体的生产资源组织方式。在产品需求的种类、数量动态变化的生产环境下，虚拟制造单元兼顾生产效率和柔性具有极大的潜力。它使生产资源动态地满足加工任务的需求，同时避免设备物理位置变动带来的成本和实际不可行等缺点。具有高度适应性、快速响应需求和简化生产控制等特征。目前虚拟制造单元的理论研究尚处于初始阶段，多数

6、文献都是在执行层面讨论虚拟单元，即在假设虚拟单元系统生成之后，讨论单元目标、构建方法和消除浪费等问题，缺乏整体性和系统化的思考。同时，虚拟单元制造系统由JIT、TOC、LP、FMS等生产哲学继承发展的众多的先进生产技术和管理思想未得到明确的梳理，概念广泛，要素复杂。其构建目标、实现技术和虚拟单元的各个环节之间潜在、复杂的互动性未得到充分的认识。针对上述问题，本文在已有研究基础上，以公理设计理论为基础，研究了虚拟制造单元的系统化设计，得出了低成本快速响应目标下的虚拟制造单元层级结构图和环节要素间的互动关系

7、，向虚拟制造单元理论的实际应用迈进了一步。受公理设计独立公理的启发，本文针对不同生产信息下虚拟单元构建和求解问题的独特性和NP难特征，将构建流程分解为三个相互独立的阶段降低其复杂程度，提出了基于相似系数的整数规划法构建虚拟单元，该方法克服了常规相似系数法考虑因素不全面和单纯采用数学规划模型NP难的不足。最后将构建方法应用于大型单件小批量特征的H建筑产品公司，为该公司的产品生产分组提供了科学的标准，为其采用虚拟单元制造方式提出了初步设计，通过对比分析验证了本文方法的可行性和有效性。关键词：虚拟制造单元；虚

8、拟单元系统；公理设计；虚拟单元构建AbstractAbstractVirtualcellularmanufacturing(VirtualCellularManufacturing,VCM)istheconceptofproductiveresourcesorganization,inwhichtheproductiontasksareclusteredintotaskfamilyaccordingtotheprocesssimilarit