| 【中文题名】 | 车间柔性布局算法及三维仿真研究 |
| 【英文题名】 | Study on the Algorithm and 3-D Simulation of Plant Facility Layout Design |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 设备布局,遗传算法,三维仿真,人机交互,OpenGL, |
| 【英关键词】 | Facility layout,Genetic algorithm,3D simulation,Human-machine interactive,OpenGL, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>机械制造工艺>柔性制造系统及柔性制造单元>> |
| 【论文摘要】 |
随着社会的进步和技术的发展，工业生产模式已经发展到计算机集成制造、网络化制造等柔性生产制造模式。车间设备的柔性布局是柔性制造模式的重要研究内容之一。本文基于敏捷制造的理念，研究柔性化生产的车间设备布局问题：包括车间设备布局的数学建模，启发式优化算法求解，采用虚拟现实技术进行的三维仿真等。本文完成的具体工作如下：
1、数学建模及求解。分析柔性生产车间设备布局的各种要求、条件和优化目标，对车间设备布局问题进行数学建模。在建立数学模型后，针对所建立的数学模型进行分析，选用合适的优化求解算法。本文针对车间布局的特性选择遗传算法作为求解算法。
2、遗传算法的研究及其改进。遗传算法作为一种仿生算法和启发式优化算法，已经广泛应用于各种布局问题的研究中。车间布局作为布局问题的一种实例，对算法提出了更高的要求。本文采用改进的实数编码方式遗传算法对设备布局问题求解，并研究了各个参数对算法收敛过程的影响。
3、布局收敛过程及布局结果的三维仿真研究。采用基于OpenGL的虚拟现实技术，实现布局收敛过程和布局结果的可视化。设计者能直观的监控收敛过程，并在虚拟场景中实时漫游，直观体验布局效果。
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| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第1章 绪论 |
8-14 |
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1.1 引言 |
8 |
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1.2 课题研究的目的与意义 |
8-10 |
|
1.3 本课题相关的国内外研究现状 |
10-12 |
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1.3.1 布局问题的起源与发展 |
10-11 |
|
1.3.2 布局问题的研究现状 |
11-12 |
|
1.4 本文的主要研究内容 |
12-13 |
|
1.5 课题支撑 |
13-14 |
|
第2章 设备布局的数学模型 |
14-24 |
|
2.1 车间设备布局分类研究 |
14-16 |
|
2.1.1 布局分类 |
14-15 |
|
2.1.2 车间设备布局方法 |
15-16 |
|
2.2 车间设备布局的约束条件 |
16-19 |
|
2.2.1 布局约束的分类 |
16-18 |
|
2.2.2 车间布局的约束条件 |
18-19 |
|
2.3 车间设备布局方案的评价标准 |
19-20 |
|
2.4 车间设备布局的数学建模 |
20-23 |
|
2.5 本章小结 |
23-24 |
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第3章 遗传算法的应用及改进研究 |
24-39 |
|
3.1 遗传算法的原理与应用 |
24-27 |
|
3.1.1 遗传算法的基本原理 |
24-25 |
|
3.1.2 遗传算法的特点与应用 |
25-27 |
|
3.2 改进的遗传算法用于车间布局 |
27-33 |
|
3.2.1 标准遗传算法的步骤 |
27-28 |
|
3.2.2 算法的编码策略研究 |
28-30 |
|
3.2.3 算法的遗传操作研究 |
30-33 |
|
3.3 遗传算法参数的研究 |
33-38 |
|
3.3.1 遗传算法的收敛性讨论 |
33-34 |
|
3.3.2 遗传算法的终止判断条件 |
34-36 |
|
3.3.3 遗传算法自身参数讨论 |
36-38 |
|
3.4 本章小结 |
38-39 |
|
第4章 布局问题的三维仿真研究 |
39-58 |
|
4.1 OPENGL技术简介 |
39-43 |
|
4.1.1 OpenGL简介 |
39-41 |
|
4.1.2 C++ Builder下 OpenGL环境设置 |
41-43 |
|
4.2 OPENGL应用中的关键技术 |
43-51 |
|
4.2.1 坐标变换与视角变换技术 |
43-44 |
|
4.2.2 颜色与光照处理 |
44-46 |
|
4.2.3 纹理帖图技术 |
46-48 |
|
4.2.4 车间设备的三维建模 |
48-51 |
|
4.3 布局的人机交互研究 |
51-57 |
|
4.3.1 人机交互技术及发展 |
51-52 |
|
4.3.2 OpenGL三维模型的拾取 |
52-54 |
|
4.3.3 OpenGL三维模型的碰撞检测 |
54-57 |
|
4.4 本章小结 |
57-58 |
|
第5章 车间布局仿真系统的开发 |
58-70 |
|
5.1 软件系统设计 |
58-60 |
|
5.1.1 软件的功能需求分析 |
58-59 |
|
5.1.2 软件的工作流程 |
59-60 |
|
5.2 三维模型数据库 |
60-62 |
|
5.2.1 设备数据的体系结构 |
60-61 |
|
5.2.2 ADO与ACESS数据库 |
61-62 |
|
5.3 浮点遗传算法设计 |
62-63 |
|
5.4 OPENGL的编程框架 |
63-65 |
|
5.5 收敛过程可视化设计 |
65-67 |
|
5.6 程序主要功能说明 |
67-69 |
|
5.7 本章小结 |
69-70 |
|
第6章 与其他算法实现的对比试验 |
70-76 |
|
6.1 车间设备布局求解实例 |
70-74 |
|
6.1.1 标准遗传算法求解 |
71-72 |
|
6.1.2 改进遗传算法求解 |
72-73 |
|
6.1.3 模拟退火算法求解 |
73-74 |
|
6.2 对比与结论 |
74-76 |
|
第7章 结论与展望 |
76-78 |
|
7.1 全文总结 |
76-77 |
|
7.2 研究展望 |
77-78 |
|
参考文献 |
78-81 |
|
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
81-82 |
|
致谢 |
82 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385386 |
