面向件批耦合铸造生产的两阶段协同车间调度研究

发布时间：2022-12-22 19:46

　　铸造行业作为中国制造业的基础产业,在国民经济发展中处于不可或缺的地位。国内铸造生产以单件小批量生产模式为主导,具有订单种类多样、产品制造工艺复杂、车间自动化程度低等特征,这使得铸造车间资源配置及排产调度较传统作业车间调度而言更为复杂。充分利用车间资源、合理计划生产排程对制造企业实现高效生产有着重要意义,如何提高资源利用率、缩短产品生产周期、为铸造企业提供实用的车间调度策略,成为了亟需解决的问题。因此论文以铸造企业为研究背景,探讨了多重约束下的两阶段调度优化方法,主要研究内容如下:（1）以消失模铸造企业为背景,阐述了铸造车间前后工段耦合生产的特点,结合铸造车间的实际生产情况,分析了前工段中铸件生产的多重工艺约束以及后工段中铸件的柔性加工特点,针对件批耦合的两阶段生产机理,设计了铸造车间两阶段生产调度策略。（2）针对铸造车间前工段批次划分与调度问题,以最小化砂箱空置率以及最小化前工段最大完工时间为目标,构建了考虑材质约束以及砂箱工装约束等多重工艺约束的多目标加权数学模型。针对前工段铸件先分批后调度的特点,设计了一种混合遗传NEH算法来求解模型,通过设计不同规模的仿真算例与其他启发式算法进行... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 铸造企业生产调度问题研究现状
        1.2.2 车间调度问题优化算法研究现状
    1.3 课题来源及研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究内容与论文组织结构
第2章 基于件批耦合的铸造企业两阶段生产机制研究
    2.1 消失模铸造企业生产流程
    2.2 铸造车间两阶段生产特点
        2.2.1 铸造车间前工段铸件工艺约束分析
        2.2.2 铸造车间后工段柔性加工特点分析
    2.3 基于件批耦合的两阶段生产调度策略
    2.4 本章小结
第3章 考虑多工艺约束的铸造车间前工段批次划分与调度方法研究
    3.1 基于砂箱的前工段批次划分与调度模型
        3.1.1 模型描述
        3.1.2 参数符号定义
        3.1.3 目标函数
        3.1.4 约束条件
    3.2 基于混合遗传NEH算法的铸造车间前工段分批调度优化
        3.2.1 前工段批调度模型求解理论分析
        3.2.2 基于遗传算法的批次划分优化方法
        3.2.3 基于改进NEH算法的批次调度方法
        3.2.4 混合遗传NEH算法求解框架
    3.3 算例仿真及结果分析
        3.3.1 算例描述
        3.3.2 结果分析
    3.4 本章小结
第4章 耦合组批的铸造车间后工段柔性流水车间调度优化方法研究
    4.1 考虑铸件动态到达时间的后工段柔性流水车间调度模型
        4.1.1 模型描述
        4.1.2 参数符号定义
        4.1.3 目标函数
        4.1.4 约束条件
    4.2 基于改进迭代计数鲸鱼群算法的后工段调度模型求解
        4.2.1 算法介绍
        4.2.2 个体离散编码与种群初始化
        4.2.3 基于EAMF规则的个体解码与适应度评价
        4.2.4 离散化的鲸鱼个体位置移动
        4.2.5 改进迭代计数鲸鱼群算法求解流程
    4.3 算例仿真及结果分析
        4.3.1 算例描述
        4.3.2 算法参数选取
        4.3.3 结果分析
    4.4 本章小结
第5章 考虑件批耦合的铸造车间两阶段调度实例分析
    5.1 企业背景介绍
    5.2 铸造车间生产数据
    5.3 两阶段协同调度分析
        5.3.1 求解算法参数设置
        5.3.2 前工段批次划分与调度结果
        5.3.3 后工段单件调度结果
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 A:攻读硕士期间参加的科研课题
附录 B:攻读硕士期间发表的学术论文
附录 C:计算机软件版权记证书


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传算法的铸造造型任务批调度模型[J]. 唐红涛,陈荣,秦红斌.  工业工程与管理. 2019(05)
[2]浅谈MES在铸造企业的应用[J]. 谢银辉.  中国铸造装备与技术. 2019(01)
[3]混合离散教与学算法求解复杂并行机调度问题[J]. 何雨洁,钱斌,胡蓉.  自动化学报. 2020(04)
[4]人工蜂群算法求解混合约束流水车间调度问题[J]. 孙厚权,张其亮.  计算机技术与发展. 2019(03)
[5]求解零空闲置换流水车间调度问题的离散烟花算法[J]. 刘翱,冯骁毅,邓旭东,任亮,刘波.  系统工程理论与实践. 2018(11)
[6]基于鲸鱼群优化算法的带Sigmoid满意度应急车辆调度问题[J]. 范祥,叶春明,曹磊.  计算机系统应用. 2018(08)
[7]改进鲸鱼群算法及其在炼钢连铸调度中的应用[J]. 曾冰,王梦雨,高亮,董昊臻.  郑州大学学报(工学版). 2018(06)
[8]基于混沌遗传算法的集团分布式制造工序资源配置[J]. 李益兵,宋东林,王磊.  控制与决策. 2019(06)
[9]砂型铸造企业熔炼批量计划与调度模型及求解方法[J]. 张明珠,计效园,周建新,叶虎.  铸造. 2018(05)
[10]数字化铸造工厂浅析[J]. 常涛,刘亚宾,彭凡,杨军,乃晓文,王皓,周正学.  中国铸造装备与技术. 2018(01)

博士论文
[1]不一致熔炼任务的平行机批调度问题研究[D]. 胡常伟.广东工业大学 2013
[2]具有成组约束的柔性流水车间作业计划制定的启发式算法[D]. 黎展滔.广东工业大学 2012
[3]若干NP难解问题的参数化算法研究[D]. 刘运龙.中南大学 2010

硕士论文
[1]TLBO算法的改进及其应用研究[D]. 范浩泽.南京航空航天大学 2016
[2]云制造环境下的建材装备企业制造资源共享与优化研究[D]. 杜百岗.武汉理工大学 2013



本文编号：3723927