基于制造车间实时信息网络的车间生产调度

发布时间：2018-11-29 12:13

【摘要】：离散型装备制造业在制造业中处于非常重要的地位,是我国工业发展的基础,它具有多品种、小批量、客户定制化生产的特点,因而其采用了柔性制造的生产方式。各大型离散型装备制造企业为了提高其竞争力,缩短车间生产对客户需求的反应速度,从而提出了在柔性制造的基础上实现敏捷制造的目标。高效的车间生产调度能够提高车间生产效率,缩短产品的生产周期,进而对上述目标的实现具有很大的推动作用。但经过调研发现目前大部分离散型装备制造企业车间的生产调度是靠人工进行的静态调度,它在调度的实时性、柔性、和动态性方面不太理想,难以满足该行业车间生产调度的需求。因此这就需要研究适合离散型装备制造业的具有实时性和柔性的车间大规模动态生产调度系统,经调研和分析发现该研究主要存在以下两个问题：一个是车间分布式生产数据的实时采集和调度指令的实时下达问题；另一个具有实时性和柔性的大规模动态生产调度算法的研究问题。针对第一个问题本文采用了车间实时信息网络来代替人工方式来实现车间分布式生产数据的实时采集和车间生产调度指令的实时下达。在分析离散型装备制造业车间生产环境的基础上本文分析了适合车间不同生产环境的三种车间实时信息网络：具有抗车间电磁干扰作用的基于RS485总线的三层架构的车间实时信息网络、可避免车间布线难题的基于433M无线通信的四层架构的车间实时信息网络和能充分利用资源的基于计算机网络的车间实时信息网络。在组建车间实时信息网络时根据不同车间的生产环境可选择由上述某一种车间实时信息网络构成的单一网络模式或由上述几种车间实时信息网络构成的混合网络模式。针对第二个问题本文采用了能够解决大型复杂问题的具有并行计算能力的Multi-Agent生产调度算法,为了降低制造车间随机性突发事件和生产订单频繁变化对调度的影响而采用了以设备Agent为招标者的合同网模型来实现设备Agent和任务Agent的匹配,为了提高此算法的计算速度而对以设备Agent为招标者的合同网模型进行了改进。从而提出了改进的以设备Agent为招标者的Multi-Agent生产调度算法,该算法能够满足车间大规模动态生产调度对实时性和柔性的要求。为了检测上述车间实时信息网络和生产调度算法的可行性和效果而在某一大型陶瓷装备制造企业广东某机电股份有限公司的两个工厂的车间建立了基于上述车间实时信息网络和车间生产调度算法的车间生产调度系统。通过将该车间生产调度系统的调度效果与原来的人工静态调度的效果进行比较发现该车间生产调度系统在调度的动态性、实时性和柔性等方面具有明显的优势,这充分证明了本文提出的在离散型装备制造业车间生产调度过程中采用车间实时信息网络来实现生产数据实时采集和调度指令实时下达的思想的可行性和本文所提出的改进的以设备Agent为招标者的Multi-Agent生产调度算法的可行性。
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【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH186

【参考文献】