Concurrent Production Engineering System for Buffer Size and Layout Design of Flexible Production Systems

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Title

Concurrent Production Engineering System for Buffer Size and

Layout Design of Flexible Production Systems( 内容の要旨

(Summary) )

Author(s)

Jaber Eid Shehadeh Abu Qudeiri

Report No.(Doctoral

Degree)

博士(工学) 甲第334号

Issue Date

2008-03-25

Type

博士論文

Version

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12099/23519

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氏名(本籍)

JaberEidShehadehAbuQudeiri(ヨルダン)

学

位

の種類

学位授与番号

学位授与日付専攻学位論文題目

学位論文審査委員

博士(工学) 甲第 334 号平成 20 _年 3 月 25 日生産開発システム工学専攻 ConcurrentProductionEngineeringSystemforBu飴rSizeandLayout DesignofFlexibleProductionSystems

(多品種生産システムのレイアウト設計とバッファ数決定のためのコンカ

レント生産システム)

王授

教

彦雄男秀文和本方山野谷授授授教教教 ) ) 査査主副 ( ( 志剛

論文内容の要旨

This thesis discusses the twoimportant problems encounteredin the design _and

implementationofaflexibleproductionsystem(FPS)･Thefirstisthedecisiononthebuffer

SizebetweeneachmachineintheFPS.ThesecondisthelayoutdesignproblemoftheFPS･

These _problems are the mostimportant払ctorsfor maximlZlng PrOduction efBciency and minimlZlngPrOductioncost･ThethesisadoptsmanystructuresoftheFPS,SuChasaFlexible

TransferLine(FTり,aFrLwithbypasslines(FTL-B),andFlexibleProductionSystemwith

Sub-Lines(FPSS)･

The血ststoryofthethesisdealswiththebufftrsizeproblemforFrL-B･Thatis,FTL-B is defined _{and,aCCOrding} to _the de丘nition,a neW _genetic

algorithm(GA)expressionis

proposed,referredtoasthemultipledistributionmethod(MDM)toca;ryouttheGA.The

CharacteristicofMDMexpressionisanindividualaccordingtoabufftrsizeisarrangedasMx

N･Anewproductionsimulatorsystem(PSS)isalsoproposedto`decidebufftrsizefora

FTL-B.ItisimpossibletodeterminebufftrsizeuslngCOnVentionalmethodsbecausetheydo notdealwithcomplicatedFrL-Bs･ThePSSconsistsofaGAsystemandadiscretesimulator･ ThePSSoptimizesFrL-Bbuffersizedecisionsbyrepeatingdiscreteproductionsimulations, utilizingtheGAsystemuslngtheMDM. ThesecondstoryofthethesisdealswiththebuffersizeproblemforFPSS･Thethesis

deBnes FPSS as the production system that consists of5componentlines,i･e･a main PrOductionline,Para11ellines,reWOrkpath,fbedforwardlineandfeederline･To丘ndthebuffer

Sizebyuslngthedefinedmethod,aneWCrOSSOVerOPerationisproposedtocarryouttheGA･ Intheproposedcrossoveroperation,thechromosomewhichismovedisnotalinearonebut ratheramultiple-1ayeredchromosome.

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ThethirdstoryofthethesisisalayoutdesignproblemforFTL･Inorderto貢ndFrL layoutdesignincludingthebuffersizebetweeneachpalrOfFTLmachines,ane疏cientFrL

layoutdesignprocedurecalledaOnebyOneLayoutMethod(00LM)isproposed･Usingthe

OOLMthegoalplanisdividedto _uniformcells andusedGAto丘ndtheefBcientlayout design.

ThelaststoryofthethesisistosolveFrLbufftrsizeandFrLlayoutdesignproblems

simultaneously.In order to _achieve this,a Concurrent Production

_Engineerlng

System

(COPES)isproposed･COPESintegratesasetofmodulesystemsintoasingleframework,in

accordancewiththepracticeofconcurrentengineering(CE)･Thedi抗cultyofdevelopingCE

systemishowtofindtwokindsofsolutionsfordifferentdesignprocesses･COPESsoIvesthe

problembyusingthetwomodulessystem･Thefirstoneisproductionsimulator(PS)module

thatsearchesthebufftrsizeinfrontofthebayofeachmachineinFTL･ThesecondisCAD modulethatdrawsFTLlayoutdesign･Conventionally;a氏erspecificationsdesignsofmachines andconveyorsare丘nished,PrOductionenglneerSStarttOdrawthedesignofmachinesandFrL

layout･COPES _can丘nd the bufftr _size _and draw FTLlayout _{simultaneously･The} SPeCificationsandthedrawcorrespondtoeachdesignsolutionsofdifftrentprocesses,meanlng

thatCOPESsatisfiesthede丘nitionofCE.

The thesis results can _assist the production englneer,s decisionsfor the bu飴r size, optimaldesignandlayoutdesignofFPS･ProductionenglneerSCanusetheresultsintheir decisionswhentheydevelopanewFPS･Also,it,sexpectedthatthedevelopedsystemscan improvethecooperationbetweenproductionenglneerSandtheplantdesigner･Thiscanbe donebyenablingtheproductionenglneerStOmakebetterdecisionregardingFPSbufftrsize, OPtimaldesignandlayoutdesign･

論文審査結果の要旨

最近の生産現場では,ユーザ噂好の多様化により,1つの生産ラインで複数の製品を生

産する,多品種生産ラインが一般化してきている.この多品種生産ラインを開発するとき

の大きな問題の一つに,各工作機械間に設置する待ちの部品数(バッファ数)をいくつに

するか,を決定することである.このバッファ数の数により,生産ラインの稼動の効率の

良し悪しが決まる.そこで,本研究では,このバッファ数の自動決定を,2種の多品種生

産ラインに対して行った.また,このバッファ数決定を受け,FTLを実際に工場内ヘレイ

アウトするためのシステム開発も行った.

第1の研究は,FlexibleTransferLinewithBypassline(FTL･B)のバッファ数決定であ

る.この研究の特徴は,

①FTL･Bのモデル化を提案した.

②上記モデル化したFTL･Bのバッファ数決定に,遺伝アルゴリズム(GA)を用いたシ

ミュレータを開発した.

③このシミュレータを用いたGAにおいて,特有の遺伝子表現Multiple

Distribution

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Concurrent Production Engineering System for Buffer Size and Layout Design of Flexible Production Systems

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