型材车间混合流水动态调度研究

发布时间：2020-07-16 13:47

【摘要】：调度问题研究的是将有限资源分配给在一定时间内的不同任务,是影响制造业生产效率的关键因素之一,并且在实际的生产车间中存在着不确定的扰动因素影响调度结果。调度问题规模呈现复杂化趋势。所以,对型材车间动态调度问题的研究,具有很大的意义。本文通过分析某客车公司底盘型材车间的生产现状,根据调度需求,对型材车间动态调度问题进行分析和研究,主要研究内容如下:首先,从型材车间的概况、产品生产工艺流程、生产模式等方面分析型材车间生产加工需求,车间加工过程分为三道工序,并且每道工序都有多台加工性能相同的机器,符合混合流水车间调度的特点。分析生产加工过程中存在的问题和需要解决的关键点,制定型材车间生产调度规则。其次,结合型材车间的生产特点,以加权订单完工周期最短为优化目标,建立型材车间调度模型。以遗传算法为基础,设计相应的模型求解算法,采用启发式算法产生初始种群,从而提高初始种群质量;采用轮盘赌的方式进行个体选择;进行交叉变异操作;采用变邻域操作并结合模拟退火操作提高局部搜索能力,通过算例验证算法可行性和有效性。再次,针对型材车间混合流水车间动态扰动因素进行了分析,将扰动因素分为显性和隐性两种形式,同时结合混合驱动机制判断是否重调度。即当没有显性扰动事件发生时,车间采用周期驱动策略;出现显性扰动事件时,采用事件驱动策略。混合驱动机制以偏离容忍度为指标对原调度方案的偏离度进行评估,判断是否需要进行重调度,从而减少重调度次数,提高了动态调度系统稳健性。最后,采用数字化工厂仿真软件Plant Simulation建立型材车间调度参数化、可视化仿真模型。将本文的优化结果与Plant Simulation进行数据实时交互通讯,搭建型材车间混合流水调度可视化仿真原型系统,企业可以根据自身的需要输入不同的订单来优化处理,输出机床利用率、动态调度方案等结果,提高型材车间的加工效率,降低成本。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U468
【图文】：

车间生产,型材,现状

第 2 章型材车间调度规则的建立根据某汽车公司底盘型材车间的生产调度流程现状，分析当前生产环节的特点，剖析造成资源浪费、生产效率低下等现状的原因。针对现存问题确定型材车间的总体调度约束。以减少资源浪费、提高生产效率，实现调度柔性化、智能化为目标，对生产车间调度系统进行智能化改造，建立调度规则、制定车间总体调度流程，并形成底盘型材车间改造方案。2.1 某客车公司型材车间背景2.1.1 型材车间生产现状及生产流程某客车公司底盘型材车间生产现场如图 2-1a)所示，图 2-1b)是型材车间原材料。要求根据市场订单情况，每天完成约数十台的不同车型订单零部件的生产，品种规格非常庞大，对于生产的组织中的柔性要求是非常高的。

资源平衡,前后对比

a)资源平衡前 b)资源平衡后图 2-4 资源平衡前后对比Fig.2-4 Comparison of resource balance before and after(1)静态调度预先输入企业生产的各种车型信息，包括原材料信息、车型零件信息、物料编码信息、加工工艺信息、资源配置信息等。同时，建立每种车型的调度优化模型，该模型中除包含上述输入信息外，还有资源平衡的理想算法模型。该模型可以判断机器加工的任务量，以订单平均任务量为参考点，合理的分配任务，使得每台机器的任务偏差最小。实现每种车型订单完工周期最短，资源有效利用率最高，更重要的是满足了资源平衡的最佳状态。车间接到订单后，就同时在智能车间管控平台调度系统中决定了哪台机器加工什么料，加工几种料。结果是，智能起重机会给某台机器的线边库只放一种原材料，也可能是智能起重机给某台机器的线边库放置两种或以上的原材料。智能起重机要配合机器加工进程与作业顺序完成供料功能，由预先设定的调度模型直接计算起重机供料的路径，实现起重机调度。放置多种原材料，就是提前预判好了当前机器加工量。若一个机器的任务量较少，需要将任务多的机器的工作分配到此机器，从而达到了资源平衡的状态。同时该模型也适应事前生

参数设置,对象,上料,方式

Source对象参数设置Fig.5-1Sourceobjectparametersettings

【参考文献】