Optimizing exceptional elements' processing cost in manufacturing cell formation using fuzzy mathematical programming and heuristic solution algorithm

doi:10.1016/j.eswa.2025.127934

2025-06-06

PRE

Fang, Chih-Chiang

Chun-Wu Yeh *

DOI：10.1016/j.eswa.2025.127934

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摘要

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细胞制造是一种旨在提高生产率和灵活性的制造策略。在过去的二十年里，它已在实际应用中显示出显著的有效性。其优势包括简化生产流程、缩短生产时间、减少物料搬运、提升生产创新力以及降低质量问题。然而，在细胞系统的制造中，异常元素的问题总是不可避免的。这指的是那些无法被完美纳入任何单一生产单元的零部件或工序，必须在其指定单元之外进行处理。对于制造商而言，处理此类异常元素有三种可能方式：为当前制造单元购置额外机器以加工零部件、将零部件转运至其他制造单元进行处理，或外包零部件的加工。然而，这些方法中的任何一种都将不可避免地增加制造商的制造成本。决策者必须考虑所有潜在问题以尽可能最小化总成本；然而，以往对此的研究甚少。本研究提出启发式禁忌搜索算法，以解决制造单元内异常元素的最优化问题。开发了三个模型：模型1允许零部件加工的部分外包，而模型2要求完全的过程外包。这些模型的目标函数和约束条件考虑了制造单元的多样性及异常元素的处理方式，为系统优化提供了全面的解决方案。模型3应用多目标函数以协调不同目标。实验结果证明了所提算法在合理时间内找到可行或近优解的有效性，确保了在制造单元构建中高效处理异常元素。

Keyword:

Flexible Manufacturing System

Cell Formation

Group Technology

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