【摘要】： 制造资源规划(MRPⅡ)技术广泛应用于现代企业的生产计划和库存控制，MRPⅡ在现代计算机集成制造系统(CIMS)中的地位越来越重要。随着Internet相关技术的发展，MRPⅡ系统通过融入供应链管理和电子商务，发展成为企业资源规划(ERP)。尽管ERP／MRPⅡ系统的应用可以为企业的生产管理提供诸如业务计划、材料需求计划、采购计划、能力计划和装配过程规划等技术支持，但是ERP／MRPⅡ难以完全适应我国企业车间生产管理的各种现实情况。在复杂多变的市场条件下，由于大型机电设备生产过程的固有复杂性，在机械制造车间的生产环境中应用ERP／MRPⅡ管理其生产过程，存在着很大的困难。生产作业规划和生产过程管理一直是车间管理中一项重要而困难的问题，生产调度问题本身还是一个NP组合优化难题。研究有效的生产作业规划与管理方法是一项具有重要理论意义和应用价值的课题。 下料生产是大型机电设备零件制造过程的第一道工序，其生产组织模式和管理水平直接影响设备的生产周期和制造成本。在作者参与的东方电机有限公司的CIMS应用工程中，为了提高零件毛坯下料的生产效率，实现其生产作业管理的自动化，降低原材料消耗，东方电机焊接车间计划对车间生产管理模式进行改造，实现下料生产过程的整体优化。围绕焊接车间建设下料生产作业规划与管理信息化系统的实际需求，本文研究提出了一整套改造车间生产管理模式的解决方案，及实现板材套料优化的技术思想。以此为基础，本文研究了 论文摘要 基于多智能体技术的敏捷化车间生产作业规划与管理系统的技术原理，并开发 了两个专用软件系统：运行于企业Intranet环境中的焊接车间生产作业规划与 管理系统（CUtP卜 集成于该系统并适用于大规模零件优化套料的计算机辅助 套料系统则estingCAD卜 本文在理论和实践中的主要特色包括： 山提出基于多智能体协同工作技术的敏捷化车间生产作业规划系统 （AWPS）的一般原理模型。该模型吸收了制造执行系统（MES郴单元化制造系 统KMS）的基本思想，通过Intranet集成于E助／MRPll系统，能够适用于我国 大多数机械制造车间的自动化与信息化建设。 C）在深入分析东方电机焊接车间现行生产作业管理模式及其业务流程的 基础上，提出改进的焊接车间业务流程和运作机制，及车间生产作业规划系统 的功能模型，设计了基于AWPS原理的焊接车lbJ下料生产作业规划与管理系 统CU小S的多智能体软件系统模型。 O）系统研究了大型发电设备焊件毛坯下料生产中的板材套料优化问题及 其求解技术，建立了下料炉中板材套料优化问题的形式化描述和优化计算的 数学模型，分析了这个问题的求解难度，提出求解此问题的基本求解策略和求 解过程。 O）设计了一套求解板材套料优化问题的简单启发式算法模型，，并考查了 其求解效果和主要问题。在分析应用计算智能方法求解该问题的必要性和可行 性的基础上，提出了用计算智能方法求解该问题的基本技术思想。并建立了求 解大型板材套料优化问题的分布式协同计算模型。 历）针对基本Hopfield模型应用于复杂规划问题求解时存在的两个重要缺 陷：网络结构难以构造且易于陷入局部最优，提出一种在推广HOpfield模型 基础上改进的随机神经网络模型，设计了实用的软件模拟算法模型。计算实验 表明该模型适合于解诀板材套料优化问题和并行多机调度问题。 田）本文指出，求解复杂组合优化问题时，在遗传算法模型中采用一种基 于组合对象编号排列）’匝序的基因编码更为有效。本文为这种基因编码设计了实 用的选择、交叉、变异和其它高级遗传算子，并用计算实验证实了其寻优效果。 文中采用该模型构造了求解板材套料优化和并行多机调度问题的优化算法。文 中还研究了在企业Intranet环境中，分布式并行遗传算法的实现技术。 区夏 四川大学博士学位论文 ＊）提出一种充分考虑切割机最佳负载能力的并行多机生产任务分配的数 学模型，设计了基于本文提出的随机神经网络方法和遗传算法模型的最优任务 分配算法。这种重视能力差异的调度思想对虚拟企业的调度有重要的价值。 （8）设计实现了焊接车间下料生产作业规划与管理系统CU小S。该系统已经 交付企业，并根据实施策略分阶段投入实际运作。开发了集成于ClltPS的优 化套料计算及排样图形系统原型NestingCAD，用于验证本文提出的板材套料 优化技术思想的可行性和原理上的正确性，并为焊接车间的板材套料提供了一 种实用的交互式图形辅助系统。 （9）最后提出一种适合于数控火焰切割机床改造的经济型闭环数控系统的 时间分割插补方法。该方法适用于各种复杂曲线的插补计算，并能充分发挥数 控系统的效能。
【图文】：
为目标计算，通常这样计算比较复杂。在设备故障占用时间较大的情况下最佳开工时间难以非常准确，当完工期要求严格时一般需要提前一些，否则可以左右移动一点。根据车间中切割机床的能力不同，可以选择三种时间中的一种，如图3.4。实际上切割机在规划生产顺序时还必须以总拖期最小为目标考虑板材的优先切割顺序，虽然这是一个NPC类型的单机优化调度问题，但实际生产中往往规模不大，不是特别复杂，可以简单地按完工期限先后排列即可。在排定任务顺序和开工时间以后，切割机就得到一个工作时间表，如图3.5所示。则可以计算出任意给定期限内的空闲时间。这个空闲时间并不能准确代表生产能力，还需要考虑机床的状态:定期维护时间，平均故障时间占用比率等。需要在工作时间表中增加定期维护占用的时间窗队耗，重新统计空闲时间，并减去平均故障占用时间，得到该切割机的生产能力。
是一个NPC类型的单机优化调度问题，但实际生产中往往规模不大，不是特别复杂，可以简单地按完工期限先后排列即可。在排定任务顺序和开工时间以后，切割机就得到一个工作时间表，如图3.5所示。则可以计算出任意给定期限内的空闲时间。这个空闲时间并不能准确代表生产能力，还需要考虑机床的状态:定期维护时间，平均故障时间占用比率等。需要在工作时间表中增加定期维护占用的时间窗队耗，重新统计空闲时间，并减去平均故障占用时间，得到该切割机的生产能力。
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：TH166
【引证文献】
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本文编号：
2589511
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