基于混合整数规划方法的设施布置设计开题报告

 2022-07-13 15:20:53

1. 研究目的与意义

企业物流设施布置设计是通过对系统物流、人流、信息流进行分析,对建筑物、机器、设备、运输通道和场地等做出有机的组合与合理配置,达到系统内部布置最优化。

产品的成本是一个企业市场竞争力的关键因素,而产品制造费用很大一部分是用作物料搬运的,物料搬运直接与物流设施布置规划情况有关,物流设施布置设计的优劣不仅直接影响着整个生产系统的运转通畅情况,而且也成为决定产品成本高低的关键因素之一。

通过合理的设施布置得到高效运行的生产系统,以此获得最佳的经济效益和社会效益。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

首先查阅设施布置设计的基础理论和方法,以及设施规划相关文献,主要研究混合整数规划方法,了解并分析与设施布置相关的国内外研究现状和混合整数规划方法的研究成果,找出现代企业物流中心设施布置存在的问题,基于混合整数规划方法研究多批量小批次的流程型企业物料流转设施布置,建立流程型制造企业物流设施布局的数学模型,研究基于混合整数方法的物流设施布置分析方法,求解数学模型的算法得出改进方案,并将该方案运用于多批量小批次的流程型企业。

拟解决的关键问题:

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3. 国内外研究现状

20世纪80年代初期,我同在工业领域引进设施规划与设计技术,并在实践中有所应用。随着对布置问题本身及其求解理论和方法等认识的逐步深入,国内学者开始逐渐运用现代设计方法和技术,从不同的角度对没施布置设计问题进行研究。季江民、徐宗元等提出了不等面积设施布局的收敛算法。即#8220;控制收敛#8221;方法,对原有布置进行迭代改进,通过用放大设施倍数的包络块来代替原来的设施进行初始布置,通过循环优化使设施的大小逐渐缩小到实际大小而终止幽。姚冠新、刘正刚提出设施布置问题的非线性目标规划模型及其遗传算法,将设施布置问题建模为新的非线性目标规划模型,并采用了遗传算法进行求解。叶慕静,周根贵将遗传算法应用于系统布置设计中,以系统布置设计的理论综合相互关系与实际综合相互关系之问的误差最小为目标,求解具体的平面布置方案。张宇焱,钟将针对工厂总平面布置优化设计问题,提出了一种基于遗传算法的车间布局优化方法,通过对一个实际的汽车配件厂进行具体设计来对检验该算法。

J.Cagan详细阐述了布局问题求解的非线形方法以及用模拟退火算法的求解过程。C.Papahristodoulou提出设施布置问题的纯二元线性模型,将简单的二元线性模型应用于小型医院设施布置,布置五个功能模块。这个模型具有灵活性和实用性特点。T.Dunker提出没施布置问题的遗传基因进化算法,使用一种新方法编码各部门相对位置,提出改良的突变和交叉算子,并应用于大型设施布置。I.Castillo对设施布置嵌入链式算法进行研究,模拟大量点系统的图型模式,节点为各个设施布置点,边为布置点间的链,通过获得最小的系统费用为最佳布置方式。Kyu-YeulLee提出具有内墙和通道的多层设施布置问题的改进遗传算法。通过选择、交叉、倒置、变异等基因操作实现设施布置问题解决方案,其中设施、通道、电梯等相互关系被描述成邻接图,以图论理论中Dijkstra算法计算两设施之间的最短路径和距离。GAiello建立了综合考虑物料流动成本、设施关联度、设施距离要求、设施方向系数的多目标规划模型,同时使用了ELECTRE(一种多目标属性决策方法)法对模型进行求解。Ming.JaanWang提出了基于设施布置总成本的不等面积设施布置模型,并用遗传算法进行求解。玄光男编著的《遗传算法与工程设计》在介绍遗传算法的基本理论和概念的基础上,着重讨论了遗传算法的计算技术,内容包括遗传算法的主要构成及其在工业工程和制造系统设计中的优化问题中的应用。

综上所述,综合国内外对设施布局和物流中心布局规划研究现状,可以看出对设施布局问题的研究重点是布局问题模型和算法的建立、改进以及利用计算机的强大功能解决设施布局的复杂任务。

4. 计划与进度安排

1、2022年12月01日起第1~4周,查阅设施布置设计的基础理论和方法,以及设施布置设计的混合整数规划方法,了解并分析与设施布置相关的国内外研究现状和混合整数规划方法的研究成果。

2、2022年01月01日起1~4周,完成开题报告和文献综述。

3、2022年02月1日起1~4周,为建立流程型制造企业物流设施布局的混合整数规划模型做准备。

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5. 参考文献

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