播种机焊接件的成组生产技术研究

摘要

焊接件是播种机的主要零件，为多品种小批量生产模式。目前播种机的焊接生产以手工作业为主，生产中加工顺序未考虑各焊接件间的相似性，导致作业转换次数多，耗时长，生产效率较低等问题。本文针对新疆生产建设兵团农业机械装备制造企业播种机焊接件的生产现状和存在的问题，对A公司生产的播种机焊接件的生产调度进行研究，主要基于成组技术构建了一套生产车间最优作业转换的调度方案，以减少焊接件的作业转换次数、提高生产效率。主要研究内容和结果如下：
　　分析了播种机焊接件生产调度及作业转换现状、存在的问题，研究了播种机焊接件的结构特点。根据播种机焊接件的长度、厚度、材料、焊接方式、焊接精度等要素划分属性，不同属性再划分子属性，采用整数对焊接件属性编码，应用模糊聚类K-means算法对焊接件进行分类成组。
　　论文研究了排序依赖作业转换时间的播种机焊接件单机调度问题，以最化最大总完成时间为优化目标。根据焊接件所具小属性的相似性进行聚类成组，运用SDST-SPT-GA启发规则对单机成组调度问题进行求解，通过仿真分析对比了论文提出的优化规则与最短加工时间（SPT）调度规则的最优值。运行结果验证了单机调度SDST-SPT-GA启发式规则的可行性和有效性。
　　论文研究了基于成组技术的播种机焊接件的不相关并行机调度问题，以最小化最大总完成时间作为调度优化目标。每台设备的加工速率不同，对应的加工时间与作业转换时间也不同。由于工件的排序依赖作业转换时间，先将各工件组在各设备上进行分配，再对同一设备上各工件组的排序进行优化，同组工件间的作业转换时间为0。针对该问题建立相应数学模型，应用SDST-SPT-GA启发式规则进行目标优化。并对不同规模问题进行仿真，对比了与最短加工时间（SPT）调度规则的结果，验证了不相关并行机调度SDST-SPT-GA启发式规则的可行性。
　　论文结合A公司实际生产任务，将多工序不相关并行机调度问题分为多个单工序进行多级调度应用研究，运用不相关并行机调度SDST-SPT-GA启发式算法进行求解，工序1的作业转换时间为148秒，工序2的作业转换时间为157秒，比企业原有的调度方案分别减少了83.3％和86.6%，总加工时间分别缩短了26.2%、29.8%。
　　本文研究成果可以将多品种小批量的焊接生产转换成中、大批量生产，减少作业转换时间，提高生产效率，对相关农业机械装备制造企业的技术进步及创造良好的经济效益具有重要的意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究的背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的研究内容与技术路线

1.4本章小结

第2章 播种机焊接件编码分类

2.1播种机焊接件生产现状分析

2.2 播种机焊接件调度需求分析

2.3播种机焊接件成组方法

2.4播种机焊接件模糊聚类

2.5本章小结

第3章 播种机焊接件的单机成组调度研究

3.1问题描述

3.2单机成组调度模型

3.3单机成组调度求解算法

3.4单机SDST-SPT-GA启发式规则有效性验证

3.5本章小结

第4章 播种机焊接件的不相关并行机成组调度研究

4.1问题描述

4.2模型构建

4.3不相关并行机成组调度求解算法

4.4本章小结

第5章 A公司成组调度应用研究

5.1 A公司生产现状分析

5.2 A公司成组调度应用

5.3效果分析

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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