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关于洁净工程布局设计的研究方案

华锐净化 2019-11-30 20:59 阅读


洁净工程布局设计是制造系统规划中的重要一环,其结果对生产(Produce)系统运行过程中的物料搬运费用、搬运效率(efficiency),乃至系统的实际产能、生产效率等均有重大影响。本文针对现代制造车间的特点,全面考察了洁净工程布局从总体规划到详细设计各个阶段所面临的关键(说明:比喻事物的重要组成部分)设计问题及要素,并就其优化建模、模型求解算法,以及洁净工程可视化辅助设计等方面分别进行了研究(research)。
首先,针对洁净工程的传统布局设计采用分步、孤立的设计模式易导致系统最终设计结果偏离全局最优解的缺点,基于并行设计思想提出了一种可操作的、集成化的洁净工程布局设计框架(framework)。净化工程控制产品 (如硅芯片等) 所接触大气的洁净度及温湿度,使产品能在一个良好的环境空间中生产、制造。此环境空间的设计施工过程即可称为净化工程。按照这一框架,设计过程中相互影响较大、耦合(Coupling)关系较紧密的环节被作为一个整体加以考虑(consider),避免问题解空间因为解耦而遭受损失(loss),从方法上保证了优化设计的整体质量,为后续研究(research)打下了基础。
其次,从物流成本的角度(angle)研究(research)了产品设计/工艺规划、制造单元分组,以及单元布局设计三者之间的内在联系,提出了考虑(consider)产品多工艺路线的单元构建与设备布局的集成设计方法和设计模型,克服了分步优化方法易陷入局部(part)最优解的缺点。洁净规范从来流到出流(从送风口到回风口)之间气流的流通截面是变化的,洁净室截面比送风口截面大得多,因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以,送风口以后的流线彼此有很大或者越来越大的夹角,曲率半径很小,气流在室内不可能以单一方向流动,将会彼此撞击,将有回流、旋涡产生。模型将单元构建个数作为决策结果自然输出,避免了在设计前预先分配的困难(difficult)。利用遗传算法(GA)的快速搜索特性,研究设计了模型的求解算法。与同类算法相比,这种算法基于一维编码(coding)结构,降低(reduce)了遗传操作设计的复杂度;进化过程中不产生非法个体,免去了修正算子的设计步骤(procedure)。利用文献中的典型算例进行测试(TestMeasure)和对比,表明这些方法方法能更加有效地降低(reduce)全局物流成本,充分说明了该方法的有效性与实用性。
最后,运用VC++为平台,开发洁净工程集成布局设计原型系统,并相应的给出相关运行实例。净化等级洁净车间,亦称洁净室、无尘车间、无尘室或清净室。洁净室的主要功能为室内污染控制,没有洁净室,污染敏感零件不可能批量生产。在FED-STD-2里面,洁净室被定义为具备空气过滤、分配、优化、构造材料和装置的房间,其中特定的规则的操作程序以控制空气悬浮微粒浓度,从而达到适当的微粒洁净度级别。

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