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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游芳瑜
研究生(外文):Fang-Yu Yu
論文名稱:結合組裝方法評估之組裝及拆卸次序規劃-應用粒子群演算法
論文名稱(外文):Integrated Assembly and Disassembly Sequence Planning Using Particle Swarm Optimization
指導教授:鄭元杰鄭元杰引用關係
指導教授(外文):Yuan-Jye Tseng
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:工業工程與管理學系
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:組裝次序規劃拆卸次序規劃粒子群演算法窮舉法
外文關鍵詞:Assembly Sequence PlanningDisassembly Sequence PlanningParticle Swarm OptimizationExhaustive Enumeration Method
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近年來環保意識提升,世界各國紛紛訂定環保規範,歐盟於2005年開始實施的廢電機電子設備指令(Waste Electrical and Electronic Equipment, WEEE),要求企業必須負起電機電子產品使用後的回收責任。據研究顯示,產品開發的成敗超過三分之二的部分,於設計階段時便已決定,因此鼓勵產品設計師在設計產品之初,需從產品整個生命週期來考量。因此考慮產品使用後的拆卸與回收之成本便成為一個相當重要的課題。
在過去研究中,多將產品的拆卸順序假設為組裝順序的相反,但在實際情況裡,只要不影響產品幾何上的干涉限制,拆卸次序不一定為組裝順序的相反。另外,企業在進行產品製程設計時,零件間可能有多個組裝方案供選擇,一些成本低的組裝方法及順序,可能會增加拆卸的成本。有鑑於此,本研究將使用一套有系統的成本評估模式,以總成本最小化為目標,使用粒子群演算法做為求解工具,透過粒子群演算法的編碼技巧,於同一個求解空間中同時進行組裝次序及拆卸次序的編碼,經過轉譯之後即可的到一組最佳組裝方案之組裝次序及拆卸次序。最後使用窮舉法,一一列舉出所有可行的組合,進行驗證與比較。
In light of the raising environmental consciousness, there are more and more countries adopting policies on sustainability. European Union applied the Waste Electrical and Electronic Equipment regulations, which require the enterprises who sell the electrical product to Europe take the responsibility for recycling the product. Some research has shown that more than two thirds of products’ success is almost decided on the design stage. Therefore, product designers nowadays are encouraged to design their products based on the product life cycle. As a result, considering a product’s disassembly and recycle cost becomes an important issue.

In the past, most research considers a product’s disassembly sequence to be the inverse of assembly sequence. But in real case as long as it doesn’t against the product’s assembly interference, the disassembly sequence need not to be the inverse of assembly. In addition, when a company designs their product manufacturing process, there could be many assembly alternatives to choose from – The assembly method with lower cost might have much higher disassembly cost. Hence, in this research we will use a total cost estimation method to the minimization of the total cost. Using Particle Swarm Optimization (PSO) as the solving tool, through the coding technique, we try to solve the assembly sequence and disassembly sequence at the same dimension search space. After a decoding process, we would get a best assembly method, assembly sequence, and disassembly sequence. Finally we use Exhaustive Enumeration Method to enumerate all the possible sequences to compare with the results of PSO.
摘要 ……………………………………………………….....................................i
Abstract ……………………………………………………….................................... ii
致謝 ……….……………………………………………..................................... iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 問題定義與基本假設 4
1.4 論文架構 6
第二章 文獻探討 8
2.1 組裝及拆卸限制 8
2.1.1 組裝限制 8
2.1.2 拆卸限制 9
2.2 組裝次序規劃 11
2.3 拆卸次序規劃 12
2.4 粒子演算法 13
2.4.1 粒子演算法概述 13
2.4.2 名詞解釋 14
2.4.3 粒子演算法基本流程 14
2.4.3.1 粒子演算法法基本流程 14
2.4.3.2 速率更新公式 16
2.4.4 粒子演算法的應用 17
2.5 文獻結語 18
第三章 研究方法 19
3.1 前言 19
3.2 已知條件與假設 21
3.3 名詞定義 22
3.4 第一階段模式建立 22
3.4.1 零件結合狀態分析 23
3.4.2 組裝在先次序分析 25
3.4.2.1 階層組裝在先關係圖 26
3.4.2.2 組裝在先關係矩陣 28
3.4.3 組裝妨礙分析 29
3.4.4 拆卸在先次序分析 33
3.4.4.1 階層拆卸在先關係圖 33
3.4.4.2 拆卸在先關係矩陣 35
3.4.5 拆卸干涉分析 36
3.5 成本函數 37
3.5.1 目標函數 38
3.5.2 組裝為基的成本 39
3.5.2.1 組裝操作成本 39
3.5.2.2 組裝工具變換成本 39
3.5.2.3 組裝方向變換成本 40
3.5.2.4 組裝不穩定成本 41
3.5.2.5 重量影響組裝成本 43
3.5.3 拆卸為基的成本 43
3.5.3.1 拆卸操作成本 43
3.5.3.2 拆卸工具變換成本 44
3.5.3.3 拆卸方向變換成本 45
3.5.3.4 拆卸不穩定成本 45
3.5.3.5 重量影響拆卸成本 47
3.6 粒子群演算法 47
3.7 窮舉法 55
3.8 參數分析 56
第四章 實例探討 60
4.1 實例一:手機 60
4.1.1 第一階段-零件組裝限制分析 61
4.1.1.1 結合狀態分析 61
4.1.1.2 組裝在先關係分析 63
4.1.1.3 組裝妨礙矩陣 64
4.1.1.4 拆卸在先分析 64
4.1.1.5 拆卸干涉矩陣 65
4.1.2 第二階段-PSO演算法及參數分析 65
4.1.3 結果輸出 68
4.1.3.1 窮舉法 68
4.1.3.2 粒子群演算法 69
4.2 實例二:筆記型電腦 70
4.2.1 第一階段-零件組裝限制分析 71
4.2.1.1 結合狀態分析 71
4.2.1.2 組裝在先關係分析 74
4.2.1.3 組裝妨礙矩陣 75
4.2.1.4 拆卸在先分析 75
4.2.1.5 干涉矩陣分析 77
4.2.2 第二階段-PSO演算法及參數分析 77
4.2.3 結果輸出 80
4.2.3.1 窮舉法 80
4.2.3.2 粒子群演算法 81
4.3 實例三:數位像機 83
4.3.1 第一階段-零件組裝限制分析 84
4.3.1.1 結合狀態分析 84
4.3.1.2 組裝在先關係分析 86
4.3.1.3 組裝妨礙矩陣 87
4.3.1.4 拆卸在先分析 88
4.3.1.5 拆卸干涉矩陣 90
4.3.2 第二階段-PSO演算法及參數分析 91
4.3.3 結果輸出 93
4.3.3.1 窮舉法 93
4.3.3.2 粒子群演算法 94
4.4 結論 96
第五章 結論與建議 98
5.1 研究特性 98
5.2 研究貢獻 98
5.3 後續研究發展與建議 99
參考文獻 101
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