家具企业生产调度与设备维护联合优化_王君莹.pdf
《家具企业生产调度与设备维护联合优化_王君莹.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《家具企业生产调度与设备维护联合优化_王君莹.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、Furniture家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2家具企业生产调度与设备维护联合优化王君莹1,2,陈星艳1,陶 涛1*(1.中南林业科技大学材料科学与工程学院;湖南长沙 410000;2.圣奥科技股份有限公司;杭州 310000)摘要:当前家具企业向数字化、信息化转型,针对家具企业在转型时期在实际生产中生产计划安排与设备维护所产生的问题,选取设备故障率较高的板式家具生产车间设备组为研究对象,统计其3个季度的故障间隔和故障率,计算出设备可靠度。并以最小化最大完工时间为目标,总结并构建出适合于该家具企业的生产调度与设备预防性维护联合优化的模型。通过遗传算法
2、对模型进行求解,并将其与定周期维护相比较。试验结果表明,在本算法下生产设备故障率明显低于设备定期维护,生产效率得到了有效的提升,达到优化家具企业生产的目的,对于家具生产及设备预防性维护具有一定的借鉴意义。关键词:板式家具;生产调度;预防性维护;遗传算法中图分类号:TS664文献标志码:A文章编号:1000-4629(2023)02-0110-05DOI:10.16610/ki.jiaju.2023.02.022Furniture Company Production Scheduling and Equipment Maintenance Joint OptimizationWANG Juny
3、ing1,2,CHEN Xingyan1,TAO Tao1*(1.College of Materials Science and Engineering,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410000;2.Shengao Technology Co.,Ltd.,Hangzhou 310000,China)Abstract:At present,furniture enterprises are transforming to digitalization and informatization.In vi
4、ewof the problems arising from the production planning arrangement and equipment maintenance in the actual production of furniture enterprises during the transformation period,the equipment group of panel furniture production workshop with high equipment failure rate was selected as the research obj
5、ect.The faultinterval and failure rate of the three quarters were counted,and the equipment reliability was calculated.In aim of minimizing the maximum completion time,a joint optimization model of production schedulingand equipment preventive maintenance suitable for the furniture enterprise was su
6、mmarized and constructed.The model was solved by genetic algorithm and compared with periodic maintenance.The experimental results show that the failure rate of production equipment under this algorithm is significantly lower than that of equipment regular maintenance,and the production efficiency h
7、as been effectively improved,which achieves the purpose of optimizing the production of furniture enterprises,and has certainreference for furniture production and equipment preventive maintenance.Key words:Panel furniture;production management;preventive maintenance;Genetic algorithm在“工业4.0”与“两化”融合
8、的新形势下,家具制造业也由原来的手工业向着机械化、自动化、智能化方向不断发展,生产设备及工艺的得到大幅提升和优化1-2。在传统的家具生产过程中,设备优化基金项目:湖南省教育厅科学研究重点项目(19A522/20A509)。作者简介:王君莹(1997),女,硕士研究生,研究方向为家具智造与室内装饰工程。Email:。通信作者:陶涛(1978),男,教授,研究方向为家具设计与工程。Email:。引文格式:王君莹,陈星艳,陶涛.家具企业生产调度与设备维护联合优化J.家具,2023,44(2):110-114.企业管理110家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2Fu
9、rniture与生产计划由不同的2个部门决策,未能很好的考虑二者的耦合关系,导致了生产周期延长,增加了生产成本,生产质量降低等问题3。因此在生产过程中设备的预防性维护也成为了生产计划安排需要考虑的问题。家具企业往往按照相同的工艺类型将设备集中一类分区布局,此类设备功能相同,但设备的损耗、役龄、及购置时间往往存在一定的差异4。在进行不同的生产任务时,可将同类机群看做成并行设备组,以此来进行生产调度优化。目前现有的生产调度和预防性维修联合优化多从单个设备的视角对问题展开探讨,形成了单个设备的预防性维修和生产调度联合优化5-7。一方面,忽略了产品加工在不同工序间的加工规则,未能使各个工序之间的调度达
10、到最优解;另一方面,未能考虑设备之间的差异性,设备修复完成后不能使其完全恢复如初始状态,其故障率阈值会随着设备状态而改变。因此通过分析某办公家具生产车间的实际情况,建立了适合家具公司的设备预防性维修和生产调度集成优化模式,利用遗传算法进行模型求解,并将其应用于实际生产中。1模型1.1问题描述与假设以某办公家具企业为例,通过对开料、封边及钻孔3个机加工工段进行研究,该生产系统由5个串联的并行机组成。有n个工件需要在m台机械设备上加工制造。其中机器集表示为N,工件集表示为M。工件在0时刻全部到达并不预序发生抢占。如果工件刚刚开始加工,则过程不可以被停止,直到工序完成。考虑到机器本身可能就具有着相当
11、高的故障概率,为了有效防止发生机器故障,机器可以采用故障限制性的预防性的维修策略。只有当设备的可靠性达到一个预定值时,完成一次设备预防性维护。在解决本问题中将会对每个设备的失效时间的概率采用威布尔分布方法进行统计,尽量缩短或最小化设备最大的完工时间。首先确定每个部件的维修周期和平均间隔期;然后根据系统可用度和各部件可靠度来估算整个系统的失效率。通过对系统故障模式与影响分析获得了最佳维修策略。模型基本假设如下:1)生产系统在一个周期内,工件在5个机器集上加工,加工顺序不可改变;2)所有工件在0时刻开始加工,工件加工不可被预防性维护中断直至加工过程结束;3)各台机器功能间的互不受影响,彼此相对独立
12、,各台维修机器之间的维修时间也有所不同,设备失效与否仅和设备自身有关系设备,且故障遵循威布尔分布;4)当设备达到可靠性阈值时进行维护。考虑设备修复非新,设备进行小修或维修完成时,并不会改变其可靠度。5)生产调度时不考虑缓冲区,并假设维护资源无限制。1.2参数设置为建立预防性维护与生产调度联合模型,设立参数n为需要加工的工件数量,c为每个工件完成加工需要经过的加工数,N为每代种群中个体的数量,mk为第k阶段的并行机器数量,P(k,j)(kc,jn)表示工件j的第k道工序到机器i上的完成时间,C(ik,j)表示工件j的第k道工序在机器i上的完成时间,当值为0时表示没有此工序,Fi(i=1,2.,N
13、)为第i个个体的适应度值,G为进化迭代次数,Pc为交叉概率,Pm为变异概率。2问题求解2.1遗传算法原理遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是指一个用于模拟基因选择与生物进化过程的算法优化方式。在对这个世界进行的自然的选择的过程中,由于自身存在的资源环境与自身外部资源环境之间的剧烈变化、个体在不断地展开自我竞争的这个过程中,自我环境适应性较强的优势个体最终将会选择被淘汰留下,自我环境适应性较差的优势个体最终将会选择而遭到淘汰,这种自然选择的过程就提供了解决优化问题的方法8。自英国科学家威廉达尔文首次提出了生物的进化学说后,我们对生物进化开展了有意义的科学研究。生物经过父母的繁衍
14、产生下一代,而在新的个体中,大多的个体因所经历的染色体交叉步骤会与父代相似,少部分的个体因产生了突变而因此与母代有所不同。2.2染色体编码所探究的问题包括预防性维护和染色体调度的问题,因此我们将染色体分为两个部分9,前半部分为调度码,包括1 n这n个数,与n个工件对应,每个数出现c次,根据先后顺序代表工件的工序。企业管理111Furniture家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2后半部分为机器码,与调度码对应,其值代表为对应工件分配的机器序号10。第一个1代表工件一的一个工序,对应的机器码3代表了一个工序的第3台机器设备上进行加工。以此类推,对应的机器码为
15、3表示在完成第一道工序后的第3台机器上进行加工工序。第二个1代表工件一的第2道工序,相应的机器码第一位代表在完成第2道工序后的第一台机器设备上开始进行加工。图1 染色体编码示例图Fig.1 Summary of chromosome coding2.3染色体解码FJSP染色体由两部分(调度码和机器码)组成,需要分别对应解码,也就是说需要将工序排序对应机器id11,具体的解码步骤如下:(1)工序排序部分对应机器设备id解码,读出并转换成工序排序矩阵JM和工作时间排序矩阵T,其中JM(j,h)代表工件Jj的加工Oh的设备号,T(j,h)代表工件Jj的加工Oh的设备加工时间。如矩阵:JM=|2322
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 家具 企业 生产 调度 设备 维护 联合 优化 王君莹
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。