面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化支持系统研究

发布时间：2017-04-23 15:05

  本文关键词：面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化支持系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机械加工车间是以机床为主体,将物料资源转化为产品或半成品,并伴随大量能量消耗的制造系统。降低其能耗能降低由能耗带来的环境影响,因此,机械加工车间节能是实现可持续制造的策略之一,同时降低机械加工车间能耗的研究也已变成了可持续制造领域的热点研究之一。机械加工车间任务调度节能优化是从生产运作层角度通过合理的调度安排来降低机械加工车间任务生产过程中的能耗,其优点在于在不改变当前车间布局及机床等,更容易操作和实现。然而,现有机械加工车间调度节能研究主要针对工艺路线中工序有可选机床的工序柔性的研究,缺乏柔性工艺路线(具有工序柔性、次序柔性、工艺柔性的工艺路线)的调度节能研究,针对机械加工车间任务柔性工艺路线包含多柔性特征的调度节能研究相对较少,因此,本论文提出了面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化支持系统。全文的研究内容主要包括以下几部分。首先,本论文阐述了柔性工艺路线所具有柔性特征。在此基础上,分析了面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度的能耗特征;基于此特征提出了面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化方法框架。基于该方法框架设计了支持系统的体系结构、功能模块及关系数据库等。然后,研究了系统的关键技术,包括建立面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化多目标模型和设计了改进Q学习多目标Pareto求解算法。该多目标优化模型是以任务加工总能耗、任务加工完成时间(Makespan)和机床负载的为优化目标;求解算法则是针对该多目标模型设计的,能够在调度优化过程中综合权衡考虑各目标获得模型的Pareto最优解集。最后,基于上述的研究,开发了面向机械加工过车间柔性工艺路线的任务调度节能优化系统,对系统的各功能模块进行详细开发并且创建了系统数据库中的各张数据表。并通过案例中优化前后的调度方案对比验证了该系统的有效性及可行性。
【关键词】：柔性工艺路线 能耗 车间调度节能 多目标模型
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH186
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 论文选题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 机械加工车间生产过程能耗研究现状9-12
• 1.2.2 柔性工艺路线的任务调度节能优化问题研究现状12-13
• 1.2.3 研究现状总结13-14
• 1.3 论文研究的意义及课题来源14-15
• 1.3.1 论文研究的目的和意义14
• 1.3.2 论文的课题来源及项目支撑14-15
• 1.4 论文的主要研究内容及结构安排15-16
• 2 面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化的系统设计16-28
• 2.1 柔性工艺路线特征描述16-17
• 2.2 面向柔性工艺路线的任务调度节能优化问题的提出及方法框架17-20
• 2.2.1 问题的提出17-18
• 2.2.2 面向柔性工艺路线的调度节能优化方法框架18-20
• 2.3 面向柔性工艺路线的任务调度节能优化系统的总体设计20-23
• 2.3.1 系统体系结构设计20-21
• 2.3.2 系统的功能结构设计21-23
• 2.4 系统数据库设计23-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 面向机械加工车间柔性工艺路线的任务调度节能优化的关键技术研究28-43
• 3.1 面向柔性工艺路线的任务调度节能优化多目标模型研究28-32
• 3.1.1 调度优化目标模型分析28-30
• 3.1.2 多目标数学模型的建立30-32
• 3.2 面向柔性工艺路线的任务调度节能优化求解算法32-42
• 3.2.1 求解方法概述及定义33-34
• 3.2.2 求解算法基本步骤34-37
• 3.2.3 多目标模型的求解案例37-42
• 3.3 本章小结42-43
• 4 支持系统实现与应用案例43-55
• 4.1 系统开发的相关技术43-45
• 4.1.1.NET Framework和开发平台介绍43-44
• 4.1.2 数据库平台Microsoft SQL Server44-45
• 4.1.3 系统开发及运行环境45
• 4.2 调度节能优化支持系统的实现及应用45-54
• 4.2.1 数据库开发45-47
• 4.2.2 系统部分功能模块详细实现过程47-52
• 4.2.3 系统运行案例52-54
• 4.3 本章小结54-55
• 5 总结与展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-67
• 附录67
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文67
• B. 作者在攻读硕士学位期间从事的主要研究工作67
• C. 作者在攻读硕士学位期间申请的发明专利和软件著作权67
• D. 作者在攻读硕士学位期间所获奖励67

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本文编号：322567