柔性制造系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì).ppt

第五章 柔性制造系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì) 5.1 柔性制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容 5.2 資源規(guī)劃模型 5.3 機(jī)床布局模型 5.4 調(diào)度模型 5.5 精良生產(chǎn) 5.6 并行工程 5.1 柔性制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容 1.柔 性制造系統(tǒng) 柔性制造系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制把制造設(shè)備、制造過(guò)程及其加工操作集成到一個(gè)完整的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)從毛坯到成品的全過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)。 2. 柔性制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三層，第一層是以人為核心的組織與控制系統(tǒng)，第二層是計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)，第三層是自動(dòng)化加工、裝配、輸送系統(tǒng)。,3. 柔性制造系統(tǒng)的特征 1）具有更高的自動(dòng)化程度。 2）柔性制造系統(tǒng)所占用的機(jī)床比傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)少，柔性制造系統(tǒng)通過(guò)信息流與系統(tǒng)規(guī)劃模塊能合理的組織加工單元。 3）柔性制造系統(tǒng)的一次上料后的加工時(shí)間比傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)長(zhǎng)，裝夾次數(shù)比傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)少。 4）柔性制造系統(tǒng)中的機(jī)床的布局取決于物料搬運(yùn)系統(tǒng)的類型。 4. 柔性制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1）資源需求問(wèn)題 2）資源布局問(wèn)題 3）材料流的問(wèn)題 4）緩沖容量問(wèn)題 5. 柔性制造系統(tǒng)的建模方法 1）規(guī)劃論建模方法 2）排隊(duì)論建模 3）人工智能建模,5.2 資源規(guī)劃模型 概念：資源規(guī)劃就是依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模確定生產(chǎn)系統(tǒng)中各類設(shè)備的臺(tái)、套數(shù) 。 簡(jiǎn)單模型：,5.3 機(jī)床布局模型 機(jī)床布局 輸送鏈，有四種方式,,5.3 機(jī)床布局模型 機(jī)床布局的目標(biāo)：以輸送費(fèi)用為最小確定機(jī)床的分布與布局； 模型：1）單行機(jī)床排列；a.機(jī)床沿一條線排列； b. 機(jī)床的朝向一致。 c. 參數(shù)：n cij fij,d.單行機(jī)床布局模型：,i = 1,2 , n,j = i+1, , n,i = 1,2 , n-1,2) 多行機(jī)床等面積布局 a.機(jī)床布局方式,,2）多行機(jī)床等面積布局 b.多行等面積機(jī)床布局模型：,i = 1,2 , n-1,i = 1,2 , n,i = 1,2 , n,,3）多行機(jī)床不等面積布局 a.機(jī)床布局,3）b.多行不等面積機(jī)床布局模型：,5.4 調(diào)度模型 零件在機(jī)床中的傳送方式 單向 雙向 1.單機(jī)床上的多道工序的調(diào)度模型 1）不附加任何條件的調(diào)度： 調(diào)度規(guī)則：工序時(shí)間短的向前排， 工序號(hào) 1 2 3 4 5 6 工序時(shí)間長(zhǎng)的向后排； 加工時(shí)間 4 7 1 6 2 3 調(diào)度結(jié)果：（3，5，6，1，4，2）,,2）附加交貨期限的調(diào)度： 調(diào)度規(guī)則：交貨時(shí)間短的向前排， 交貨時(shí)間長(zhǎng)的向后排。 工序號(hào) 1 2 3 4 5 6 加工時(shí)間 1 1 2 5 1 3 交貨日期 6 3 8 14 9 3 調(diào)度結(jié)果：（6，2，1，3，5，4）,2. 雙機(jī)床單向調(diào)動(dòng) 有若干道工序，都在兩臺(tái)機(jī)床（M1、M2）上加工，順序相同，先M1 后M2 ，調(diào)動(dòng)的結(jié)果是得到最大的流通時(shí)間為最小的調(diào)度序列。,,調(diào)度結(jié)果： （4 6 5 3 1 2）,3.三機(jī)床單向調(diào)度 1) 方法： 三機(jī)床單向調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡p機(jī)床的單向調(diào)度 若滿足條件： 第二臺(tái)機(jī)床上的加工時(shí)間不大于第一臺(tái)機(jī)床或第三臺(tái)機(jī)床上的加工時(shí)間； 2) 步驟：1）用第一臺(tái)機(jī)床與第三臺(tái)機(jī)床上的加工時(shí)間分別加上第二臺(tái)機(jī)床上的加工時(shí)間，構(gòu)造虛擬機(jī)床； 2）按雙機(jī)床單向調(diào)度。 3）校核進(jìn)度是否出現(xiàn)明顯的延誤。,,3）三機(jī)床單向調(diào)度示例：,有n道工序，在三機(jī)床上加工，單向， M1 ， M2 ，M3，調(diào)度排序。,,4） 進(jìn)度表： 1）M1 按調(diào)度序列累加M1 的時(shí)間； 2） M2按調(diào)度序列累加M1 +M2 的時(shí)間； 3）M3按調(diào)度序列以M1 +M2 + M3比較與累加時(shí)間。,5.5精良生產(chǎn) 1. 精良生產(chǎn)的產(chǎn)生原因和原理,一戰(zhàn)以后，大批量生產(chǎn)方式代替單件生產(chǎn)。一輛汽車耗用成本僅為單件的1/3。 二戰(zhàn)以后，日本經(jīng)濟(jì)蕭條 ，用一種新的生產(chǎn)方式來(lái)與大批量生產(chǎn)抗衡 ，在汽車的車身制造的換模技術(shù)上，發(fā)明快速的移動(dòng)式上模與撤模技術(shù)，產(chǎn)生精良生產(chǎn),2. 精良生產(chǎn)對(duì)浪費(fèi)的定義 （1）修復(fù)次品是浪費(fèi)； （2）過(guò)量生產(chǎn)是浪費(fèi)； （3）加工過(guò)程中的浪費(fèi)； （4）庫(kù)存是費(fèi)； （5）搬運(yùn)的浪費(fèi)； （6）動(dòng)作的浪費(fèi)； （7）窩工是浪費(fèi)。 3.精良生產(chǎn)的運(yùn)行模式 精良生產(chǎn)運(yùn)行：拉取模式、準(zhǔn)時(shí)制原則與看板反饋控制 1）拉取模式 精良生產(chǎn)的基本思想：杜絕浪費(fèi)。 精良生產(chǎn)的組織管理實(shí)施拉取模式 ， 定單生產(chǎn) 后道工序前道工序,,2）準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制 強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)時(shí)性，力爭(zhēng)準(zhǔn)時(shí)供貨，庫(kù)存為零 。 五準(zhǔn)原則： 在準(zhǔn)確的時(shí)間、 準(zhǔn)確的地點(diǎn) 提供準(zhǔn)確的數(shù)量 與質(zhì)量的物品 給準(zhǔn)確需要的人 3）看板 看板：信息傳遞的模板信息流推動(dòng)生產(chǎn) 信息載體 卡片 網(wǎng)絡(luò)與顯示屏 看板的作用分為5類： 生產(chǎn)看板 供應(yīng)看板 采購(gòu)看板 轉(zhuǎn)包看板 及輔助看板。,生產(chǎn)看板,供應(yīng)看板,