M公司柔性作业车间鲁棒性调度研究

发布时间：2020-11-12 21:38

　　 高效的车间生产调度可以提高生产设备的利用率、大大缩短生产周期、降低生产成本,因此车间生产调度问题被越来越多的学者和企业所重视。随着社会需求快速变化,产品生产周期不断缩短,产品交货期愈加严格,制造业正向着多品种小批量方向发展,快速响应和准时交货能力成为企业的核心竞争力。柔性作业车间分批调度和鲁棒性调度更加符合实际的生产环境要求,因而成为车间调度的重要研究方向。M公司机械加工车间是多品种小批量生产模式下的柔性作业车间,目前依然采用人工制定调度计划的方式,不仅导致车间加工周期长,而且实际完工时间和计划之间存在较大偏差,不但导致生产成本增加,而且直接影响了公司的快速响应和准时交货能力。鲁棒性是评价车间调度的一种重要指标,反映了实际调度结果和调度计划之间的偏差。这个偏差越小,对降低生产成本、提高准时交付率越有利。因此本文的研究目标是缩短M公司机械加工车间的加工周期并提高调度计划的鲁棒性。本文在全面综述柔性作业车间分批调度问题和柔性作业车间鲁棒调度问题的国内外研究现状的基础上,针对M公司机械加工车间多品种小批量的生产特点,以及加工周期长、调度计划鲁棒性差的问题,以缩短加工周期并提高调度的鲁棒性为研究目标,对M公司机械加工车间的调度问题进行研究。本文研究的主要工作如下:1)分析了M公司机械加工车间的调度现状,总结了车间调度中存在的问题,在此基础上构建了M公司机械加工车间的调度模型——多目标柔性作业车间分批鲁棒调度模型,在模型中考虑了批量启动时间和机器故障以提高调度的鲁棒性,根据实际调度需求设计了相应的加工周期指标和鲁棒性指标作为模型的优化目标。2)选择分步求解策略对模型求解:首先设计有效的分批策略进行分批优化,然后在分批的基础上对各调度子批进行鲁棒性调度优化求解。3)本文构建的调度模型同时优化加工周期指标和鲁棒性指标,是一类多目标优化问题,因此基于多目标优化遗传算法NRGA的基本框架设计了本文的求解算法。由于模型中考虑了批量启动时间,所以在遗传算法求解过程中提出了考虑批量启动时间的解码策略并设计了考虑批量的染色体编码方法来实现。4)在进行鲁棒性调度求解时,分别采用了基于机器故障仿真的鲁棒性求解策略和基于空闲时间插入的鲁棒性求解策略以提高调度计划的鲁棒性,并对两种策略得到的调度结果进行对比分析。进行对比分析不但相互印证了两种策略的有效性,而且可以作为企业选择优化策略的参考。最后通过对M公司机械加工车间的实际生产数据进行分析整理并借助MATLAB编程实现仿真计算。仿真结果表明本文的研究能够有效缩短该车间的加工周期,并保证调度计划具有较高的鲁棒性,使实际完工时间和计划完工时间之间维持较小的偏差,从而提高了M公司的快速响应和准时交货能力。并且,本文的研究不仅能够有效解决M公司的车间调度问题,对一般柔性作业车间的分批鲁棒调度问题也具有普遍的借鉴意义。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：F273;F426.48
【部分图文】：

图 3-3 M 公司机械加工车间 UCP800 立式加工中心图 3-4 M 公司机械加工车间三轴法拉克系统立式铣床械加工车间调度现状管理层已经意识到提高生产管理水平的重要性，并着手

图 3-4 M 公司机械加工车间三轴法拉克系统立式铣床械加工车间调度现状管理层已经意识到提高生产管理水平的重要性，并着手但是在车间调度方面重视不够，目前依然采用人工在 E没有采取有效的方法进行优化调度，不但调度计划的加划由于鲁棒性差，计划往往不能在车间得到有效执行，生急剧恶化的现象，计划基本流于形式。由于以上两方而且计划完工时间和实际完工时间之间存在很大的偏差行。工车间当前的调度流程如图 3-5。

贵州大学 2018 届硕士研究生学位论文部门下发生产计划，要求 5 批工件的加工周期为 14 天。调度人员根据作业指导文件和生产计划，依据经验人工制定调度是：根据计划部门下发的完工时间，调度员凭经验推算出具体工划的制作在 Excel 上由人工完成。调度员将调度计划下发给车间物流人员，车间物流人员根据调度及工艺文件放至代加工工件暂存区。M 公司机械加工车间待加
【参考文献】

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本文编号：2881273