基于设备能力约束的车间作业调度方法研究及软件开发

发布时间：2020-08-19 18:19

【摘要】： 车间调度策略一直是制造业研究的重点之一,有效的调度方法与优化技术的研究和应用,对于制造企业提高生产效率、降低生产成本等方面起着重要作用,越来越受到学者们的关注。通常经典车间作业调度问题将设备能力视为无限,但实际问题中,需要在设备有限的工作时间内合理地安排生产,这使得作业在调度时受到设备能力的制约。因此具有设备能力约束的车间调度问题比经典作业车间调度问题更复杂。解决问题的核心是模型和算法,有效的调度算法,可以大大提高资源的利用率和生产效益。研究具有设备能力约束的车间调度问题具有重要的理论意义和现实意义。本文首先介绍了车间作业调度问题的研究现状与发展趋势,分析了单件小批量生产模式下车间作业调度系统需要解决的关键问题,在经典车间作业调度问题的基础上,增加了设备能力约束,建立了设备能力有限的车间作业调度模型。在该研究领域里,它属于非标准型的车间作业调度问题。并且采用遗传算法,根据企业现实需求,以准时交货为目标,对该问题进行求解,结果表明该算法具有良好的目标优化性能。最后,在理论研究的基础上,设计了设备能力有限的车间作业调度系统,并详细介绍了调度系统的软件实现技术和主要功能。计划可视化控件的开发使得车间操作人员能够方便地进行计划与调度作业,并在实际应用中获得较为理想的效果。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH186
【图文】：

甘特图,日历,设备工作,有限能力

其能力大不相同。企业应当正确进行设备的生产能力评估，以利于实际生产计划的指定。编制生产计划前，首先应该根据设备的生产能力建立产能档案，一般以时间为单位，可设置秒/分/小时。然后根据设备产能建立车间工作日历，作为排产运算过程中的重要依据。设备工作日历应该在甘特图上有所体现，如图 3.1 所示，每台设备对应的阴影区域表示设可工作时间段。

工装图,工装,控件

本文开发的计划可视化控件已经应用到某航空工装 MES 中，下面以调用控件 control.ocx为例介绍与系统集成的步骤：（1）把 OCX 控件文件拷贝到某文件夹下。如存放在 F 盘，F:/control.ocx。（2）注册 OCX 控件，注册方法：开始——运行——Regsvr32.exe F:/control.ocx。（3）通过插入OLE控件的方式将控件插入到窗体。并把该OLE控件命名为OLE_control。（4）通过控件的接口函数 setData() 向控件传递数据。在程序中编写代码OLE_control.objective.setData()即可。（5）当图像调整后，通过调用控件的输出函数 getData（）获得调整后的数据，并最终更新到数据库。传送的数据为物料号（ItemID）、设备编号（MachineID）、开工时间（BeginTime）、结束时间（EndTime）。这些数据全部来自派工记录。并作为控件接口函数 setData()的实参。图像调整后通过输出函数 getbegintime()、getendtime()和 getmachine()获得的数据里没有物料号 ItmeID，是因为传过去的物料号和要返回来的物料号是相同的，在传过去之前主程序已经用变量保存下该物料号。然后将更新后的数据保存到数据库。图 4.4 是可视化控件在工装计划中的应用情况。图 4.5 是可视化控件在工序计划中的应用情况。

工序计划

图 4.5 工序计划4.3 调度系统运行调度系统的主要用途是提供人与调度模块进行交互的界面。一方面，用户可以通过此系统灵活编辑车间生产调度所需的加工、设置算法所需参数；另一方面，系统将计算机调度结果以一种友好直观的方式显示给用户，同时用户可以根据各种信息和实际生产情况对调度结果进行手动调整，直至获得满意的结果。充分体现了计算机快速准确的运行和调度人员的经验智慧相结合的特点，更符合实际生产的需要。1、登陆进入系统前，必须先登陆，登陆界面如图 4.6。其中操作员名和密码是系统管理员设定的。

【参考文献】