摘 要

随着计算机技术的不断发展，制造业信息化已成为当今研究的重点领域，虽然离散仿真技术在国内已经得到了广泛的运用，但是在行业与区域方面应用及其不平衡。本文针对光机组件精密装配车间进行了装配线平衡方案设计，建立仿真模型，对车间资源进行了优化配置，以达到目标产能，使装配系统流畅的运行。本文主要研究工作如下：

分析了光机组件产品精密装配车间的装配工艺，提出装配系统可能存在的问题，采用基于位置加权法的启发式算法设计了装配线的工作站划分方案；利用Arena仿真软件，建立了光机组件产品装配线的仿真模型，导出仿真报表；根据仿真的结果，分析了装配线存在的问题，进而优化资源配置，提出了较优的产线资源配置方案。

本文对光机组件产品装配线的建模仿真及资源配置优化，可以在车间设计阶段给出初始资源配置方案，通过对方案进行优化设计，得到更为合理的产线设计方案，并降低投资的成本。

关键词：光机组件；装配线平衡；Arena仿真；资源配置

Abstract

With the development of computer science, the informatization of manufacturing industry has become the key field of current research, although the discrete simulation technology has been widely used in China, but it is unbalanced applied in industry and region. In this paper, the assembly line balancing scheme is designed for the Precision Assembly workshop of the Optomechanical Units assembly, the simulation model is established, and the workshop resources are optimized to achieve the target capacity and the assembly system run smoothly. The main research contents of this paper are as follows:

This paper analyzes the assembly process of the Precision Assembly workshop of the Optomechanical Units assembly, puts forward the possible problems of the assembly system, and uses the heuristic algorithm based on the position weighting method to design the workstation partition scheme of the assembly line. Arena simulation software is used to establish the simulation model of assembly line of Optomechanical Units assembly, and the simulation report is derived According to the simulation results, the problems are analyzed and then the resource allocation is optimized, a better resource allocation scheme is proposed.

In this paper, with the modeling and simulation of assembly line of Optomechanical Units assembly, the initial resource allocation can be given in the workshop design stage, and the plan is optimized by optimizing the design, and then the cost of the investment is reduced.

Key Words: Optomechanical Units; Assembly line balancing; Arena Simulation; Resource configuration

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.1.1研究目的 1

1.1.2研究意义 1

1.2研究现状 2

1.2.1装配线平衡问题研究现状 2

1.2.2仿真技术研究现状 2

1.2.3产线平衡优化方法研究现状 3

1.3研究内容 3

1.4研究方法及技术路线 4

1.5本章小结 4

第2章 光机组件产品装配线平衡设计 5

2.1光机组件产品介绍 5

2.2光机组件产品装配工艺分析 5

2.3光机组件产品装配线平衡设计 8

2.3.1光机组件产品装配线设计产能 8

2.3.2基于位置加权法的光机组件产品装配线平衡求解 8

2.4本章小结 13

第3章 光机组件产品装配车间建模与仿真 14

3.1离散事件仿真建模步骤 14

3.2基于Arena的光机组件装配车间仿真模型实现 15

3.2.1过程逻辑 15

3.2.2仿真逻辑 19

3.2.3仿真运行 22

3.3本章小结 24

第4章 仿真结果分析与资源配置优化 25

4.1问题描述 25

4.2优化工人资源配置 26

4.3优化测试间资源配置 29

4.4本章小结 31

第5章 总结与展望 32

5.1总结 32

5.2展望 32

参考文献 33

致 谢 35

第1章 绪论

• 1. 研究目的及意义

1.1.1研究目的

面对全球经济的快速发展以及中国劳动力成本逐步攀升，企业为了降低成本、有效利用、配置资源，合理的构建生产流程，提升自己的生产效率和企业竞争力已是必由之路。根据旧的生产模式系形成的生产流程系统，在资源的配置和加工工艺方面，难以保证生产流程的可靠性、高效性、节约性和最优化。实际的装配线经常会发生生产线停滞的现象，造成原因多是某一工位在制品过多、物料补充不足等。当生产系统复杂到一定程度的时候，信息发生了累积，对生产系统进行合理的优化，就成了提升生产系统效率的必然途径。仿真技术的运用能为制造企业带来诸如提高资源利用率、减少在制品、缩短制造周期、增大系统产能等一系列好处。

对光机组件装配车间进行建模与仿真的目的就是实现装配车间系统的优化，辅助决策，降低成本，提高效益。对光机组件精密装配车间进行建模仿真，能够有效地解决调度和物料补充子系统的配合，以及诸如装配时间不确定、子系统交互不顺畅等问题^[1]。由于光机组件产品装配周期长、装配工艺复杂、装配精度要求高等特点，建模与仿真技术成为发现装配系统瓶颈问题的有效办法。通过仿真模型导出数据，可以及时的发现装配工艺中的瓶颈工序，使装配活动流畅、稳定、高效的运行。同时利用现有资源，多场景模拟装配流程，并对导出数据加以分析，提供对应资源，优化工艺流程，从而提高整个装配系统的平衡率和装配能力，使其达到“一个流”的生产目标。

1.1.2研究意义

对光机组件装配车间进行建模与仿真具有深远的意义，具体如下：

（1）有利于光机组件制造企业合理配置资源，提高资源的利用率，减少生产过程中不必要的损失，降低生产成本，缩短生产周期，提高光机组件产品质量；

（2）光机组件装配流程的建模与仿真研究使光机组件装配线具有较高的运行效率，将大大提高光机组件产品的转配效率和生产产能，为光机组件产品在领域内的推广和公司的进一步发展奠定了良好的基础；

（3）对本案例充分的理论研究，利用Arena仿真软件解决该问题，为行业解决此类问题提供了科学性的思路和方法，对行业新建项目的规划设计具有一定的指导意义；

（4）仿真与建模的方法在工厂中的具体应用能有效推动整个生产流程体系向智能化方向发展，使其达到一定条件下资源利用的最大化，从而促进领域的发展。

1.2研究现状

装配车间的建模与仿真的研究主要分为装配线平衡问题研究、仿真技术研究、优化方法研究，随着技术的不断发展，国内外学者在这些方面做了大量的研究工作^[2]。

1.2.1装配线平衡问题研究现状

将装配线上所有的基本工作单元分派到各个工作站，使每个工作站在工作站周期内都处于繁忙状态，已完成最多的操作量，从而使各工作站的闲置时间最少^[3]。国内外专家学者对装配线平衡问题进行了大量的理论研究，领域内发展势头迅猛。冯磊等人利用工业工程的基本测时方法，找出生产线的瓶颈，结合相关知识，持续改善，最终提高产线平衡率^[4]。于兆勒通过搭建仿真模型，研究混合型装配线平衡问题中不确定性因素对其的影响^[5]。李智构建了混合品种装配线负荷平衡数学模型，并用粒子群算法加以验证，分析了产品投放顺序对装配线物流等要素的影响^[6]。李明针对大规模多工位平衡问题，提出一种基于规则组合的求结算法，并举例验证算法的有效性和高效性^[7]。Armin Scholl基于资源配置限制，对装配线进行组合优化^[8]。综合来看，国内外学者对装配线平衡的研究已经从最初的基于工业工程基础理论的优化，转向更加全面更加综合的运筹学优化和人工智能算法优化。

1.2.2仿真技术研究现状

仿真技术从20世纪40年代发展至今，在多个领域都得到了广泛的应用。基于国外计算机技术的发展，上世纪80年代，离散系统仿真相关的软件和算法不断涌现出来，国外的学者在实际生活中运用这些方法，用以解决离散系统出现的问题^[9]。基于此，港口物流仿真模型、石油公司物流模型、传统仓库布局和物流模型、复杂系统建模技术被开发出来，普遍应用于各个行业，并引领仿真建模技术的发展。弗吉尼亚大学系统与信息工程系Mohammed Atia等人利用Arena软件对商用核燃料装配组件制造流程进行仿真研究，提出了仿真建模步骤以及基本的用例数据分析^[10]。

相对于制造业先进的国家，仿真技术在中国的应用尚处于早期阶段，具体表现为中国仿真技术应用的两极分化明显，广大的中小型企业在仿真技术应用水平上与大型企业有很大差距^[11] 。20世纪90年代对离散事件进行计算机仿真与建模的技术传入国内，在专家学者的共同努力下，离散事件的仿真技术取得了快速的发展和广泛的应用^[9]。在对离散事件仿真建模进行广泛的理论阐释的基础上，提出了诸如运用Petri网对离散事件进行仿真建模的方法、数据驱动的仿真技术等方法。如邱伊健基于装配线的装配的工艺流程，建立起装配线Petri网模型，再利用Flexsim建立仿真模型，运行模型得出结果，输出相关的仿真数据和图表^[12]。王楠等提出利用数据库访问技术或者特定的仿真软件读取数据模型的相关数据、生产总装线的生产仿真模型，并驱动仿真模型的运行。利用数据驱动建模的方式与传统的手工建模相比，大大提高了建模效率^[13]。秦艳超在建立离散事件仿真模型的基础上，将整数规划的数学模型与禁忌搜索算法相结合，寻找资源配置的最优方案^[9]。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：