《生产车间规划设计问题研究开题报告文献综述3000字》

研究的目的及意义随着市场竞争的加剧，实木复合地板生产正面临着越来越大的挑战，已有的车间布局已不能满足企业的需求，无论是扩大生产新建车间，还是对原有的车间布局进行改造和重组，都需要及时、快速地确定合理的车间布局设计，迅速满足新的需求。现有的车间布局研究还只是具体到它的某一方面和某一层次。没有把车间布局作为一个系统单元来研究，更没有充分利用目前的计算机仿真技术，将车间虚拟出来，进行动态布局。目前的国内一些大中型国有企业都面临着改组或改造等问题，大量的车间都需要重新布局。制造系统中的布局设计是工业工程研究和实践中一个重要并且长期存在的领域，是一个典型的工程问题。长期以来，制造系统的布局设计一直被当作制造工业中最关键和最困难的设计任务之一。它是将加工设备、物料运输设备、工作单元和通道走廊等制造资源合理放置在一个有限的生产空间里面的过程，可看作是制造系统的组织过程。现有生产系统的布局设计需要根据主导产品的类型、产量、加工工艺等系统特性选择加工设备、物流设备以及各种辅助设备，结合车间的结构特点对这些设备进行空间配置，并充分考虑设备之间在空间位置上的协调性和控制的连续性，以确保整个系统的畅通和自动化，因此需要考虑的因素很多。如果采用传统方法，利用简单的计算机辅助二维平面设计，或采用现场布置的方法，由于无法实现预估未知因素，缺少对各种设计方案的分析比较，将很难得到最优方案，而一旦需要调整方案，其过程会非常繁琐。生产150万平方米多层实木复合地板生产的车间布局包括制造单元布局和物流路径布局。传统的布局方法通常将两者分割开来，作为两个单独的问题进行求解，即先进行单元布局，再进行物流路径布局。这种方法的缺点在于当单元布局完成后，很难在此基础上进一步导出合理的物流路径;或者在导出合理的物流路径之后却发现原先的单元布局并不如预期的好，存在很多问题。优良的布置可以使物料搬运费用至少减少10%-30%，通过全系统的物流强度的计算和物流系统定量分析，优化企业总体布置合理配置各种生产设施、辅助设施，避免或减少物流迂回、交叉以及无效的往复运输、倒运，避免物流输送过程混乱，线路过长等，达到物流短捷、通畅。好的布局决策可以在系统运行过程中体现出来，设备间保持有机联系的配置可以减少停工和不合理使用而提高生产率。本文在分析了生产150万平方米多层实木复合地板生产车间布局的优化过程的基础之上，提出了数字化生产车间布局及优化方法，为其它相关的制造系统的布局和优化起到一定的借鉴作用。国内外同类研究概况车间布局问题是给定一个布局空间和相应的待布物体，在满足必要的约束条件下，将待布物体合理地摆放在空间之中，并达到某种最优指标的活动。Kouvelis等曾指出生产设备的位置是制造系统需要解决的最关键问题之一。到目前为止，根据归纳研究人员已提出的解决制造系统车间布局的公式、规则、采用的方法和技术手段，可以将车间布局设计问题抽象为以下几类:二次分配问题模型，动态设施布局问题模型、基于块分割的布局模型、线性规划模型混合整数规划模型。从以往的研究成果来看，大量的研究主要集中于算法的设计和不同行业的具体应用。将运筹学的理论和方法引入到车间布局方法中，产生了大量的研究成果。1976年，Sahni证明车间布局问题是一个NP完全问题，此后人们采用了许多启发式的手段获得问题的近似最优解，这些方法大致可以归纳为以下基本类型:构造法、改进法、图论法、模拟退火法、混合法、遗传算法等。布局问题得到越来越广泛的研究。Tavares提出了车间布局设计中常见的一些约束，并以这些约束作为依据进行启发式搜索，以求降低车间物料传输费用，这种启发式算法，搜索效率高，容易实现，但是启发式规则自身的特点决定了算法容易陷入局部最优。Wang考虑在产品生命周期中需求量根据市场变化的特殊情况，建立相应的数学模型，并采用模拟退火算法求解设备布局问题，算法搜索速度快。ShiWeiping和Kouvelis等提出一种分割布局的方法，它是将车间布局递归地用水平或者垂直分割线将矩形分割成两部分而得到的布局。Young等证明了分割布局比起其他类型的布局更能紧凑地将设备布置在一个空间内，可以更有效地利用空间。国内也已经广泛展开关于车间布局设计的研究，目前有上海交通大学，同济大学，华中理工大学等，所做的研究工作也主要集中在算法的研究上，从而对布局进行优化。同济大学提出面向敏捷制造的车间布局形式，分析了新型模式的车间布局，并且阐明基于新模式下的车间布局需要不断变化和调整，在其整个生命周期中，不清楚生产数据的情况下，利用模糊生产数据的方式进行车间布局，并提出了基于敏捷制造的分布式布局的思想。刘晖等则将精益生产的思想应用于车间的平面布局中，提出了生产线车间布局的数学模型和结构模型，并根据设备的特点提出车间设备的分类方法，提出了基于设备分类的定序算法和定位算法。随着计算机仿真技术和虚拟制造技术的发展，车间布局设计问题得到新的发展。近年来，以二维仿真技术实现车间布局设计最受关注。Szykman和Cagan在考虑容器和其他布局物体约束的前提下，提出了一种适用于具有空间约束的布局物体和布局容器的布局问题。此方法在理论上是通用可行的。但他们的工作还只是局限于简单几何形状设备的布局方面。研究内容及计划车间规划与设计是合理地规划设计车间内各种设施，如存储设施、辅助服务部门、各生产工段等，以及机器设备、通道和工作地之间的相对位置，并确定车间内部物料搬运方式与流程。生产车间作业中不可避免依然存在大量的手工物料搬运作业，比如工件在工序之间的搬运、零件装配等，尽管现代企业生产设备的自动化水平越来越高。在现有的车间设施规划与设计研究中，大都基于车间内物流的合理性进行车间内设施的平面位置规划，将存在较大物料搬运量的设施位置尽量靠近，以实现区域内物流量较大的搬运距离尽量短、搬运成本尽量低的物流目标，忽视了生产要素“人”在系统中的关键作用。论文以生产150万平方米多层实木复合地板生产的车间作为设施规划与设计研究对象，综合考虑人因素和物流因素在车间设施规划设计中的影响，在满足各种客观条件约束的前提下，实现物流因素与人因素结合的车间设施规划优化，不仅降低物流成本，提高生产率，而且减少作业者无效动作和不良作业状态的作业时间，延缓作业者疲劳，降低作业者出错的概率和人身安全风险。如此设施规划与设计方法在实际应用中有着重大意义。特色与创新本文运用了文献研究法和实例分析法。该方法贯穿论文写作的始末，查阅和借鉴大量有关设施规划、实木复合地板生产、车间规划、人类工效学的相关文献，并对文献进行梳理、分析和总结，为论文奠定理论铺垫。论文对生产150万平方米多层实木复合地板生产的车间进行实地调研，并对该车间进行规划设计，制定有效可行的方案，为生产150万平方米多层实木复合地板生产的车间生产车间设施规划与设计提供建议意见，考虑人因素的设施规划与设计，更符合实际情况，优化操作者作业环境，作业者也更容易接受优化结果，优化结果也能更有效地实施。不管是从经济角度还是人文角度，都具有很强的实践意义。同时，基于人因素考虑的车间设施规划与设计，避免了以往基于物流因素研究的局限性，实现物流与工效学的学科综合，从理论上拓展了车间设施规划与设计的研究范围，同时，有能力的企业可通过建立自己的单板与基材生产线，控制原材料加工质量;原材