自動化車床管理

1、40組xzdzzxcjc自動化車床管理摘要本文是為解決自動化車床連續(xù)加工中出現(xiàn)的故障及更換刀具的問題。有效的發(fā)現(xiàn)并解決故障，可以提高自動化車床生產(chǎn)加工的效率，減少生產(chǎn)成本以及優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)管理。為解決題目中三個問題，我們建立了三個優(yōu)化模型。對于問題一，我們把每個零件損失費的期望F確定為評價指標，建立了一個離散型隨機優(yōu)化模型。首先，我們對已知數(shù)據(jù)進行合理性分析，并通過卡方擬合優(yōu)度檢驗，認為刀具壽命服從正態(tài)分布。然后，我們利用計算機枚舉出所有換刀間隔與檢查策略，求得最優(yōu)解即每個零件損失費期望最小值為2.9696元/件。此時檢查間隔n為251件刀具更換間隔m為524件。最后，我們還對結果進行了可行性分

2、析，發(fā)現(xiàn)方案符合實際。對于問題二，考慮到零件的檢查工作存在誤差,勢必使總的損失費用增加，我們在模型一的基礎上建立模型二。首先根據(jù)實際，我們分四種情況計算了刀具故障損失費。然后，我們假定其它故障服從均勻分布，計算了其它故障損失費。最后，我們以每個零件損失費期望最小為目標函數(shù)，建立了一個單目標優(yōu)化模型，并通過計算機窮舉出所有方案，求的最優(yōu)解為9.5229元/件。此時，檢查間隔n為18件,刀具更換間隔m為540件。對于問題三，考慮到誤檢停機損失費遠高于一次檢查費，我們在模型二的基礎上調整了檢查方案建立了模型三。其中新檢查分案為：若一次檢查零件合格，則再檢查一次，若仍然合格，則認為工序無故障，否則認為

3、出故障；若一次檢查零件不合格，則認為出故障。首先，我們對以上新檢查方案進行了簡要評估，發(fā)現(xiàn)其有效降低了誤檢率。然后，我們用類似問題二的解決方法，求得最優(yōu)解為7.8711元/件，最小損失費比模型二減少了17.35%。此時檢查間隔n為58件刀具更換間隔m為522件。最后，我們從五方面對模型三進行了靈敏性分析。我們分別單獨把零件損失費、檢查費、調節(jié)恢復費、換刀費、誤檢停機損失費降為200元、10元、2000元、1000元、1000元，發(fā)現(xiàn)每個零件損失費期望值各降低了16.85%、4.75%、2.06%、4.13%、1.45%.雖然參數(shù)變化幅度不相同，但我們還是能明顯看出零件損失費和換刀費對總損失費的

4、影響是很大的，調節(jié)恢復費對損失費期望影響很小。關鍵詞:離散型隨機優(yōu)化模型正態(tài)分布卡方擬合優(yōu)度檢驗靈敏性分析1問題重述1.1 問題背景隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，制造業(yè)的生產(chǎn)技術也已進入自動化生產(chǎn)時代。在大型生產(chǎn)車間里，自動化車床已經(jīng)取代人工而成為生產(chǎn)的主角。因此對自動化車床能夠進行高效經(jīng)濟地管理，便能夠在工業(yè)生產(chǎn)中做到“高產(chǎn)出，低消耗，少排放”，使得自己在市場競爭中處于優(yōu)勢地位。對于一個工業(yè)化企業(yè)而言，在日趨激烈的市場競爭中，“成本最小化，效率最大化”已經(jīng)成為其至關重要的生存之道。對于國家工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展而言，這是實行“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”國策的一個重要方面。因此，自動化車床管理的研究對企業(yè)、對國家都

5、有著重大的意義。而本文便是針對自動化車床建立一個經(jīng)濟高效的管理方案。1.2 需要解決的問題一道工序用自動化車床連續(xù)加工某種零件，由于刀具損壞等原因該工序會出現(xiàn)故障，其中刀具損壞故障占90%，其它故障僅占10%。工序出現(xiàn)故障是完全隨機的，假定在生產(chǎn)任一零件時出現(xiàn)故障的機會均相同。工作人員通過檢查零件來確定工序是否出現(xiàn)故障?，F(xiàn)積累有150次刀具故障記錄（見附錄一），故障出現(xiàn)時該刀具完成的零件數(shù)如附表?，F(xiàn)計劃在刀具加工一定件數(shù)后定期更換新刀具。已知生產(chǎn)工序的費用參數(shù)如下：故障時生產(chǎn)的零件損失費用f=300元/件；進行檢查的費用t=20元/次；發(fā)現(xiàn)故障進行調節(jié)使恢復正常的平均費用d=3000元/次（包

6、括刀具費）；未發(fā)現(xiàn)故障時更換一把新刀具的費用k=1200元/次。1）假定工序故障時產(chǎn)出的零件均為不合格品，正常時產(chǎn)出的零件均為合格品，試對該工序設計效益最好的檢查間隔（生產(chǎn)多少零件檢查一次）和刀具更換策略。2）如果該工序正常時產(chǎn)出的零件不全是合格品，有1%為不合格品；而工序故障時產(chǎn)出的零件有25%為合格品，75%為不合格品。工序正常而誤認有故障停機產(chǎn)生的損失費用為1500元/次。對該工序設計效益最好的檢查間隔和刀具更換策略。3）在2）的情況，可否改進檢查方式獲得更高的效益。2模型假設及符號說明2.1模型假設1. 假設工序出現(xiàn)故障是完全隨機的，且生產(chǎn)任意零件時出現(xiàn)故障的機會均相同。2. 假設題目

7、所給的數(shù)據(jù)均正確有效。3. 假設刀具更換或者故障排除后，工序回到初始狀態(tài)繼續(xù)生產(chǎn)。4. 假設更換刀具及排除故障時間很短，可忽略。5. 假設生產(chǎn)任意零件所需的時間相同。6. 假設隨機變量是相互獨立的。7. 假設故障發(fā)生在兩次檢查間的概論均勻。2.2 符號說明f故障時產(chǎn)生的零件損失費（元/件）t檢查費用（元/次）d發(fā)現(xiàn)故障進行調節(jié)使恢復正常的平均費用（元/次）k未發(fā)現(xiàn)故障時更換一把新刀具的費用（元/次）m單位換刀時間間隔n單位檢杳時間間隔P刀具平均壽命o樣本方差L(x)刀具壽命分布函數(shù)l(x)刀具壽命正態(tài)分布密度函數(shù)q刀具順利生產(chǎn)m個零件而未損壞的概率1w,w一把刀具完成零件數(shù)的期望f,f每個零件損失費的期望fi到換刀周期時換一次刀具地損失費f2每個零件因其它故障造成的損失費的期望f3誤認有故障停機產(chǎn)生的損失費用gl刀具生產(chǎn)m個零件未損壞，也沒有檢查出不合格零件的損失費g