设施布置问题求解及其计算机辅助设计和仿真教学课件

W售W,WzieFacilitiPanning2013Q-0n元O机械工业出版CONTENTS2013第1章绪论第2章设施选址第3章设施布置规划第4章物料搬运与仓储设备第5章物料搬运系统设计"第6章仓库运作和规划“第7章设施布置问题建模、计算机辅助设计和仿真第8章设施规划综合案例设施布置问题求解及其计算机辅助设计和仿真Chapter7.1制造系统设施布局的建模分析7.2计算机辅助设施规划7.3设施布局数学建模7.4应用禁忌搜索算法求解二次分配问题7.5设施布置软件和仿真工具lexsim仿真软件的应用案例71制造系统设施布局的建模分析92013模型分类优化目标约束条件第7章设施布置问题求解及其计算机辅助设计和仿真711模型分类92013口制造系统的布局设计方法可分为图论法和定量分析法两类。图论法是基于对设施尺寸和生产工艺的要求,进行材料流及活动关系分析,形成空间关系图:然后,根据实际可用的面积做出几种布局方案,进行评价择优定量分析法是指建立布局模型,并应用各种算法对其求解,最终得到一个较优的布局方案口建模方法,主要有三类1)图与网络的方法主要有活动循环图法、关键路径法、Petri网、组合网络等2)数学分析方法此类方法通过建立数学模型对制造系统进行建模,主要有极大代数法、扰动分析法、排队网络法3)综合方法在设备布局建模过程中,随着面向对象技术的发展与应用,研究者们试将其与其他建模方法相融合,如与Petri网结合形成面向对象的Petri网等,降氐了Petri网建模和分析的难度,増加了建模的描述能力和功能实现能力。口平面布局问题中的有两类主要问题二次分配问题(QuadraticAssignmentProblem.QAP混合整数规划(MixIntegerProgramming)第7章设施布置问题求解及其计算机辅设计和仿喜712优化目标920131.提出“搬运矩”的概2.工作场地面积利用率最大化3.综合考虑传输费用和车间布局面积两个因素4.考虑逆向路程与正向路程对物流的影响不同5.考虑重新布局费用第7章设施布置问题求解及其计算机辅助设计和仿真712优化目标920136.考虑定性方面的要求(设备邻接关系、美观性)7.确保物流频率较高的设备相邻布局(局部优化)8.考虑布局后的传输费用及布局费用9.考虑系统的投资效益〉目前多数文献在建立模型时,目标函数有物流成本(以搬运矩计算)最小化,和布局面积最小化,或者两者的综合在建立设施规划模型时,应将物流运动看作矢量,考虑逆向与正向物流的交叉对物流效率安全的影响,在将目标函数确定在物流成本最小化的同时,力求降低物流的交叉程度。第7章设施布置问题求解及其计算机辅设计和仿喜713约束条件920131.边界约束(车间长度和宽度)2.间距约束(设备之间保持一定距离)3.性能约束(不平衡性、稳定性、振动性)4.特定约東(布局安全性)◆5.资金约束(对于动态布局,布局费用有限制)第7章设施布置问题求解及其计算机辅助设计和仿真72计算机辅助设施规划92013计算机辅助设施规划(GAFD)是指在设施规划的过程中充分利用计算机辅助设计相关技术及软件来完成布置建模、运行分析、动画展示及系统优化等工作,相关的选址分析计算、设施布置及参数选择、系统修改等过程都是利用计算机来完成的口计算机作为辅助工具,在设施规划中起着十分重要的作用。(1)在规划的条件下能够以一定的时间段进行仿真,使设计者能够观察到设计的系统在特殊条件下长时间的运行效果(2)确定和检测预想的系统设计运行效果。(3)进行敏感性分析,分析出哪个因素的变化对整个操作系统有较大的影响。4)进行瓶颈分析。规划人员能够发现影响系统流程的瓶颈位置,并对此进行改进(5)确定最大化因素。通过最大化因素的确定,规划人员能够确定产生最佳效果的因素相组合,以发挥其最大的功效(6)能够使一些非正态分布易于理解,不是所有行业中的现象都符合正态分布,软件可以以原始数据为基础,从而为一个特定的情况选择最合适的随机分布,以便能够为这个随机过程制定更为准确的环节。在系统运行之前进行仿真模拟来评价该系统,从而确保计划的可行性第7章设施布置