面向大规模定制的敏捷设施布置公理优化设计基础研究

Aimed at the lack of unified rational framework to guide the current method for manufacturing system agile facility layout, this project endeavors to establish a new axiom system (including a series of theorems and inference rules) which suits the agile facility layout for Mass Customization, to research the facility layout axiom design system (including fuzzy uncertainty) and its inner-domain and intel-domain transformation and further discuss relative issues like fuzzy extensions of two quantitative measures (R,S) in the independent axiom, to research the optimal size of template independence and the reconfigurable concession relaxation of independent axiom in the field of manufacturing system agile facility layout, to propose the sexual reproduction evolution algorithms with high practical value and to solve its control problem and to further explore the influence mechanism of different matching restriction methods to population stability and development and its influence degree to the indicators of sexual reproduction evolution such as speed, diversity, and premature rate, and to improve the axiom design system framework for agile facility layout of mass customization based on sexual reproduction evolution strategy. The completion of the project is expected to fill the academic blank of sexual reproductive evolutionary algorithms, hoping to comprehensively optimize the manufacturing system dynamic facility layout issues especially for its better performance and wider range of adaptability. Likewise, this project has a certain reference significance for other design fields.

针对设施布置现行方法缺乏统一理性指导框架，建立适合大规模定制敏捷设施布置新公理体系(包括定理、推论和法则)；研究含模糊不确定的设施布置公理设计体系及其域间/域中转化，包括R/S测度的模糊扩展等问题；提出第三隐含分解公理并在此基础上研究其模板独立最优粒度及独立公理可重构让步松弛问题；扩展提出更具实际价值的有性繁殖进化策略，解决其控制问题，探索采用不同匹配限制对种群的影响机制及对有性繁殖进化速度、多样性、早熟度等指标的影响；再以有性繁殖进化策略为基础对公理设计体系进行完善。本项目的完成将给大规模定制带来统一理性框架基础上的敏捷设施布置公理优化设计体系，整合碎片经验，利用零散历史数据和相似产品数据，快速低成本的进行敏捷化重构；希望能够填补伴性类进化算法这项研究空白，给制造系统敏捷设施布置及工业工程其它优化问题，带来一个性能更优越、适应面更广泛的新的广谱“推进剂”，并对其它领域也有一定的借鉴意义。

针对设施布置现行方法缺乏统一理性指导框架，建立适合大规模定制敏捷设施布置新公理体系；研究含模糊不确定的设施布置公理设计体系及其域间/域中转化，包括R/S测度的模糊扩展等问题；提出第三隐含分解公理并在此基础上研究其模板独立最优粒度及独立公理可重构让步松弛问题；提出公理设计中“叶”层概念定义不明问题，针对独立公理的强约束性，指出与现有的一些设计间的冲突，总结了这些冲突设计思想，提出了让步独立设计，并提出让步独立的适用条件，对不满足独立公理但能满足让步独立的条件的设计依旧是可接受的设计，运用修正后公理设计方法，提出从大规模生产向大规模定制转变的四级公理设计分解方案，给出对应的设计参数，并运用信息公理完成不同批次对目标达成信息量的计算得出最优的设计方案；研究更具实际价值的有性繁殖进化策略，探索采用不同匹配限制对种群的影响机制及对有性繁殖进化速度、多样性、早熟度等指标的影响；从可靠性的角度，结合粒子群算法，提出一种混合蜂群搜索及一种改进的萤火虫群优化算法，结合新的贪婪的验收标准以及运动公式对增量式备份进行了改进；以系统布置设计方法为基础，综合运用改进型系统布置设计方法、爬山算法以及正交实验等方法，提出改进型SLP的大规模定制生产车间布局设计方法；为大规模定制设施布置支撑技术部分，构建了基于Minitab&JMP的大规模定制生产仿真平台、面向大规模定制的IGRIP开放式仿真平台以及面向大规模定制的JACK开放式仿真平台；将公理优化设计思想，在工业工程相关领域及管理学、系统科学、机械制造等其它领域进行了扩展研究；给大规模定制带来统一理性框架基础上的敏捷设施布置公理优化设计体系，整合碎片经验，利用零散历史数据和相似产品数据，快速低成本的进行敏捷化重构；给制造系统敏捷设施布置及工业工程其它优化问题，带来一个性能更优越、适应面更广泛的新的“推进剂”，并对其它领域也有一定的借鉴意义。