Modular Machining Line Design and Reconfiguration: Some Optimization Methods

http://www.intechopen.com/articles/show/title/modular_machining_line_design_and_reconfiguration__some_optimization_methodsInternational audienc

МОДЕЛЬ СМЕШАННОГО ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ СИНТЕЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ГРУППЫ ДЕТАЛЕЙ НА ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ИЗ СТАНКОВ СО СТАЦИОНАРНЫМ ПРИСПОСОБЛЕНИЕМ

A problem of design of a flow line composed of stationary machines for sequential batch machining is considered. A MIP model for synthesis of manufacturing process structure is proposed. The model takes into account main technological and structural constraints with the criterion of the minimal line equipment cost. Results of solving a real industrial example are also presented.Рассматривается задача проектирования поточной линии, компонуемой из однопозиционных агрегатных станков со стационарным приспособлением, для последовательной обработки группы деталей различных наименований. Предлагается модель смешанного целочисленного линейного программирования для задачи синтеза структуры технологического процесса обработки на ней. Критерием качества искомого решения принимается оценка стоимости оборудования линии. Учитываются основные технологические и конструктивные ограничения. Приводятся результаты решения реальной проектной задачи

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ИЗ СТАНКОВ СО СТАЦИОНАРНЫМ ПРИСПОСОБЛЕНИЕМ

A problem of design of a flow line composed of stationary machines is considered. Mathematical models and methods for synthesis of manufacturing process structure are proposed. The models take into account main technological and structural constraints with the criterion of minimizing the line equipment cost. A decomposition scheme for solving the initial problem and its formulation in terms of a mixed linear problem are developed. Computational results are also presented.Рассматривается задача проектирования поточной линии, компонуемой из однопозиционных агрегатных станков со стационарным приспособлением, для обработки деталей одного наименования. Предлагаются математические модели и методы синтеза структуры технологического процесса обработки на ней. Критерием качества искомого решения принимается оценка стоимости оборудования линии. Учитываются основные технологические и конструктивные ограничения. Предлагается декомпозиционная схема решения исходной задачи и ее сведения к задаче смешанного линейного программирования. Приводятся результаты вычислительных экспериментов

К ОПТМ ИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПАРТИЙ ДЕТАЛЕЙ

A problem of optimal design of processes of sequential machining of multiple parts on rotary table machines is considered. Batches are processed in a given sequence. Parts of the same batch are located at the working positions of rotary table and are machined simultaneously. Operations are divided into groups which are performed by spindle heads or by turrets. Constraints on the design of spindle heads, turrets, and working positions, as well as on the order of operations are given. The problem is to minimize the estimated cost of machine equipment while reaching a given output. The proposed method to solve the problem is based on its formulation in terms of mixed integer linear programming. Computational results are reported.Рассматривается задача оптимального проектирования процессов последовательной обработки партий деталей на станках с поворотным столом. Последовательность обработки партий задана. Детали одной и той же партии устанавливаются на рабочих позициях станка и обрабатываются одновременно. Множество технологических переходов для обработки всех деталей разбивается на группы, которые выполняются с помощью шпиндельных или револьверных головок. Заданы ограничения, связанные с разбиением переходов по шпиндельным и револьверным головкам, рабочим позициям станка, а также порядком выполнения переходов. Задача заключается в минимизации оценки стоимости оборудования станка при обеспечении заданной производительности. Предлагаемый метод решения задачи основан на ее формулировке в терминах смешанного целочисленного линейного программирования. Приводятся результаты вычислительных экспериментов

ОПТИМИЗАЦИЯ АГРЕГИРОВАНИЯ И РЕЖИМОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ МНОЖЕСТВ ОПЕРАЦИЙ

A mathematical model and a method for the problem of optimization of aggregation and of sequential- parallel execution modes of intersecting operation sets are proposed. The proposed method is based on the two-level decomposition scheme. At the top level the variant of aggregation for groups of operations is selected, and at the lower level the execution modes of operations are optimized for a fixed version of aggregation.Предложены математическая модель и метод для задачи оптимизации агрегирования и режимов последовательно-параллельного выполнения комплекса пересекающихся множеств операций. Метод основан на двухуровневой схеме декомпозиции задачи. На верхнем уровне выбирается вариант агрегирования для заданных групп операций, на нижнем уровне оптимизируются режимы выполнения операций при фиксированном варианте агрегирования

ЛИНЕЙНАЯ АППРОКСИМАЦИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ МНОЖЕСТВ ОПЕРАЦИЙ

The mathematical model and method for the problem of optimization of intensities of sequen-tial-parallel execution of intersecting operation sets are proposed. The proposed method is based on the approximation of the problem by linear programming problem.Предлагаются математическая модель и метод оптимизации интенсивностей последова-тельно-параллельного выполнения пересекающихся множеств операций. Интенсивность любой опе-рации остается неизменной в составе любого множества. Зависимости материальных и временных затрат на выполнение любой операции в составе конкретного множества от ее интенсивности представимы выпуклыми функциями. Предложенный метод основывается на аппроксимации исходной задачи задачей линейного программирования. Приводится интерпретация в терминах рассмотренной задачи одной из задач оптимизации режимов групповой многоинструментальной обработки деталей на многопозиционном оборудовании

ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫПУСКА И ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ ГРУППЫ ДЕТАЛЕЙ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ СПРОСЕ

We consider a problem of optimizing the output of a batch of parts and intensities of its processing with tool blocks on a multiposition equipment under non-stationary demand and predetermined time intervals. The batch content does not vary from one interval to another. The objective function is the sum of production cost, storage cost of excess parts, and penalties for unmet demand. The production cost depends on processing intensities. A decomposition method for solving the problem is proposed.Рассматривается задача оптимизации размеров выпуска группы деталей и интенсивностей их обработки на многопозиционном оборудовании блоками инструментов при нестационарном спросе на заданных временных интервалах. Состав группы не меняется от интервала к интервалу. В качестве целевой функции принята сумма затрат на производство, хранение избытков деталей и штрафы за неудовлетворенный спрос на них. Затраты на выпуск группы деталей зависят от интенсивностей их обработки. Предложен декомпозиционный метод решения задачи