毕业论文（设计）开题报告-基于SLP与空间调度方法的中设公司车间平面布置问题研究

江苏科技大学毕业论文（设计）开题报告概述表题目名称：基于 SLP 与空间调度方法的中设公司车间平面布置问题研究学生姓名 专业 工业工程 学号 一、选题的目的和意义 镇江中船设备有限公司的新厂区位于镇江润州船舶配套工业园区，润扬大桥西侧，总占地面积约 30 万平方米，已于 2010 年投入生产，可形成年产大缸径中速柴油机和小缸径低速柴油机 100 台（约 77 万马力）的生产能力。虽然是新基地，但其在车间平面布置方面还存在着一些可优化及改进的地方。同时，由于该公司生产的产品船用柴油机属于OKP(one-of-a-kind production)产品，是典型的 Make-to-Order 生产方式，产品的生产组织主要是根据订单情况来进行，生产周期长，生产过程中的约束和扰动因素多，再加上产品自身大而重的特点，需要占用面积较大的工作地，而工作地的面积是有限的，因此车间平面布置的优化对于该公司的发展具有重要意义。基于上述原因，本文将对镇江中船设备有限公司装配试验车间的平面布置现状进行分析研究，针对其存在的问题，运用 SLP 及空间调度方法，获得可行的优化方案，以期达到较大限度地实现该车间的物料流动顺畅、减少搬运费用、缩短生产周期、降低生产成本的目的。二、国内外研究综述车间平面布置作为设施规划的一部分，在设施规划的研究中起着举足轻重的作用。关于平面布置方面的理论研究有很多。如：王昕岩、蔡临宁、姚健 1等认为车间平面布置是使车间内的人、设备和物料在空间上实现最合理的组合，使其总体物流费用最低，并将平面布置的方法按照优化程度分为最优化算法和启发式算法；Zhou Kang-qu等 2将SLP法应用到某摩托车企业厂房布置设计中；杨建华、彭丽静、杨永清等 3提出了基于SLP 和SHA相结合的企业物流系统平面的再布置设计；周鑫 4基于SLP对车间设施布置进行改善设计，并利用Flexsim软件对其进行模拟仿真；刘联辉、彭邝（kuang）湘等 5144-160认为平面布置方案的评价与选择方法一般有物流距离分析法、优缺点比较法、加权因素法和成本费用对比法等；马光锋、奚文等 6对设施规划在我国的应用及未来展望进行了详细的分析；刘正刚，姚冠等 7对新设施布置设计未来发展的总趋势提出了自己的观点。空间调度问题 8是一类将空间资源作为关键资源的生产调度问题, 其目的是在满足调度约束的条件下, 获得最优的动态空间布局。针对空间调度问题, Park9等研究了满足时间窗约束和一维空间约束的分段调度算法；Raj 10等建立了混合整数规划模型来解决规模较小的空间调度问题, 并获得最优解；Lee等 11研究了一种在矩形工作平台内布置多边形分段的空间调度算法, 并相应地开发了船舶空间调度专家系统； Min和Li等 12-13利用遗传算法求解船体装配空间布局优化的动态调度问题；Ranjan等 14应用遗传算法和最左最下原则实现船舶分段空间调度；郭美娜和李波 15沿用了Park等的分解策略，提出了基于树搜索的一种动态空间调度方法；郑俊丽等 16考虑船舶建造过程中的时间和空间两大资源要素, 以时空利用率为目标, 应用形状相似和工艺相似策略, 提出了一种缩短最大完工时间的船舶空间调度算法；陈洁等 17运用运筹学方法结合场地平均时空利用率指标构建综合加工优先顺序、交货期等因素的非线性规划模型；陶宁蓉、蒋祖华、刘建峰等 18将空间调度问题看作一类具有时间窗约束的三维装箱( 第三维为时间) 问题, 采用改进的基于极点的定位规则和禁忌搜索算法, 以最小化最大完工时间和最大化被安排分段的个数为优化目标。 平面布置问题解决的是在一个二维平面中的一个固定时间点进行物体的摆放，当我们加入时间维度时，布局问题的复杂度进一步加大，静态的布局问题则发展成为一段连续时间内动态的布局问题，也就是在一定时间内采用一定的调度规则从集合中选取待布局物体，在满足一定约束的前提下将其安排进布局空间中，使得布局空间的空间利用率及已布局物体的价值尽可能大，这就是动态空间调度(Dynamic Spatial Scheduling)问题 19。因此在特定条件下，空间调度问题可以定义为同时考虑时间和空间因素的平面或空间布置问题。关于车间平面布置的研究虽然有很多，但主要是轻工业产品的平面布置，而针对生产重型机械的车间平面再布置方面的研究却很少，重型机械的生产具有自身的特点 20，如设备加工时间长，物料搬运比较困难，生产线平衡比较复杂等情况。怎样把SLP与空间调度方法应用于重型机械产品车间的平面布置研究中，具有非常重要的理论及实践意义。因此，借鉴轻工业产品车间平面布置中己取得的成果，并结合重型机械加工的特殊性，本文将基于SLP与空间调度方法对镇江中船设备有限公司装配试验车间在平面布置方面存在的问题进行研究，以期获得可行的优化方案。三、研究内容、预计创新点和难点研究内容：本文在对车间平面布置相关理论研究的基础上，对镇江中船设备有限公司装配试验车间存在的问题，基于SLP与空间调度方法，进行分析研究，并得到了较为满意的改进方案。具体内容如下： 根据研究需要，本文从平面布置、SLP及空间调度方法等三个部分进行了相关的理论研究及总结；对镇江中船设备有限公司装配试验车间的现状及在平面布置方面存在的问题进行了分析；对船用柴油机的装配工艺特点及装配流程图进行了说明；在详细阐述了平面布置与空间调度相互关系的基础上，首先针对公司整个装配试验车间在平面布置方面存在的问题，运用SLP法，提出了较为可行的优化方案；在此基础上，运用空间调度方法，通过建立0-1规划模型，运用 lingo软件对该公司装配试验车间在曲轴分装区的平面布置进行了求解优化。预计创新点：将空间调度与平面布置研究相结合，运用SLP及空间调度方法对该公司装配试验车间在平面布置方面存在的问题进行分析研究，并提出较为满意的改进方案。难点：对该公司装配试验车间的相关数据资料不能非常有效、完整的收集；在设施的重新布置过程中，由于受原有车间布置的限制，无法按照最优的布置方案进行车间的再布置。四、研究思路与研究方法研究思路： 如下图所示：引言相关研究理论基础具体解决方案结论展望平面布置 空间调度S L PF - D0 - 1 规划L i n g o 软件公司调研资料搜集S L P 空间调度公司现状及存在问题分析研究方法： 系统布置设计(SLP)法：本文运用SLP对镇江中船设备有限公司装配试验车间平面布置进行改进；空间调度方法：本文运用空间调度方法，通过建立0-1规划模型，并利用lingo软件对曲轴分装区的平面布置进行求解优化； 物流距离法：在方案评价中运用了该方法。 五、主要参考文献1王昕岩,蔡临宁,姚健.采用遗传算法进行车间平面布置J.工业工程与管理.2002，7(4).2 Zhou kang-qu. Zhangrui-juan.Wang ying-dong. Wang bing-jie. Study on workshop layout of a motorcycle company based on systematic layout planning (SLP). International Conference on Image Processing and Pattern Recognition in Industrial Engineering.3杨建华,彭丽静,杨永清.基于SLP和SHA结合的企业物流系统平面再布置设计J.中国市场.2009(19).4周鑫.基于SLP和Flexsim 的车间设施布置改善设计 J. 机械制造与自动化.2010，40(3).5刘联辉,彭邝湘.物流系统规划及其分析设计M. 中国物资出版社， 2006(10).6马光锋,奚文.设施规划在我国的应用与发展J. 机械设计与制造， 2005(10).7刘正刚,姚冠新.设施布置设计的回顾、现状与展望J. 江苏理工大学学报 (社会科学版),2001,3(1).8LEE K J , LEE J K, CH OI S Y. A spatial scheduling system and its application to shipbuilding: DAS-CURVE J . Expert System with Application, 1996, 10( 3/ 4) : 311- 324.9 PARK K, LEE K, PARK S, etal . Modeling and solving the spatial block scheduling problem in a shipbuilding companyJ . Computer Industrial Engineering, 1996, 30(3) : 357-364.10 RAJ P, SRIVAS TAVA R. Solving spatial scheduling problem:an analytical approachC / / Proceeding of the 37th International Conference on Computers and Industrial Engineering.Cairo, Egypt : Cairo University Elearning Centr e, 2007:2002- 2011.11 Lee J K, Lee K J, Park H K. Developing scheduling systems for Daewoo shipbuilding : DAS pr oject J .European Journal of Operational Research, 1997, 97:380- 395.12 M IN S G, LEE M W, MOON C U, et al. A genetic algorithm application for the load balancing of ship erection process J .IE Int erf aces, 2000, 13( 2) : 225-233.13 LI B, ZH AO Y Z, LI G. A dynamic scheduling method for spatial layout planning C / / Proceedin gs of th e 4th International Conference on Machine Learning and Cybernet ics .Washington, D. C. , USA: IEEE, 2005: 3612-3617.14 RANJAN V, DUCK Y Y. Dynamic spatial block arrangements cheduling in shipbuilding industry using genetic algorithm C / / Proceedings of the 3rd IEEE International Conference on Industrial Inf ormatics. Washington , D. C. , U SA: IE EE, 2005:444-449.15郭美娜,李波.基于树搜索的一种动态空间调度方法J. 计算机工程与应用.2007，43(14).16郑俊丽,陈峰,江志斌.缩短最大完工时间的船舶分段空间调度算法 J.上海交通大学学报，2009. 17张志英,杨克开,于瑾维改进粒子群算法的动态空间调度方法 J哈尔滨工程大学学报，2009，30(12).18陶宁蓉,蒋祖华,刘建峰.带时间窗约束的船体分段空间调度问题 J.计算机集成制造统.2010（12）.19王景秋.基于改进遗传算法的空间调度问题D.镇江：江苏科技大学，2012,6（14）.20王曰辉.重型机械加工车间设施规划研究D.大连：大连理工大学.2009.12.六、写作计划1、2013.3.12013.3.31： 公司调研2、2013.3.12013.4.10： 文献阅读、记录及英文