染整车间自动排产问题研究和系统实现

发布时间：2020-07-14 13:01

【摘要】：染整车间的排产调度问题(Advanced Planning and Scheduling),简称APS,是一个典型的NP难问题,对其的研究具有重要的现实意义。排产调度是以生产计划排产为核心,同时为生产制造提供可视化生产进度及安排的车间重要操作手段。目前制造型企业生产车间采用的传统人工经验排产方式不仅耗费大量时间而且生产效率低下,成为企业提高生产力的致命障碍。在染整行业中,针对染缸的排产已有一些研究成果,但是对于车间的自动排产研究还未见报道。所以针对上述问题,本文通过对染整车间的染整生产过程和排产的具体操作流程进行分析,结合生产过程中影响排产调度的影响因素并将排产调度的排列原则囊括在考虑范围之中,确定了对染整车间调度问题的定义。在明确问题定义的基础上为生产流程中的各项指标建立相应的数学模型,同时构造出染整车间自动排产问题的目标函数,然后结合人工智能算法中的遗传算法,在理解基本遗传算法的基础上,对遗传算法的过程及其遗传操作进行相应的修改后提出了问题的求解方法,该方法能够得到相对最优解。最后采用华纺股份有限公司的真实生产数据进行实验,通过实际排产任务对方法的效率进行了验证,实验结果表明与人工排产相比效率得到了极大的提高。最后设计并实现了染整车间自动排产系统。本系统源于华纺股份有限公司的企业项目,主要实现根据基础配置如机台信息、生产任务单信息等然后结合上述对问题的研究和提出的解决方法实现染整车间自动排产的最优化可视化结果。系统利用Java开发语言在eclipse开发工具上进行开发,系统总体采用Servlet+Spring+Hibernate的系统框架,使用SQLSERVER数据库,网站部署在tomcat7.0X的服务器上,通过Apache ant完成对系统的编译、测试和部署,采用AJAX技术来执行客户端的请求动作,以JSON格式为返回值返回到前台进行格式处理后正确显示在页面上。完成整个系统后对系统进行了全面的系统测试,本文对几个主要的关于功能测试、性能测试的测试用例及其测试结果进行了详细描述,系统测试结果表明系统具有高可靠性和高质量性。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52
【图文】：

流程图,染整生产,流程图,拉幅

2.1 染整生产过程分析2.1.1 染整生产流程染整生产车间机台种类繁多，数量相对较少，各个机台对应生产流程中的工序操作。工序操作包括翻缝、打底、拉幅打卷、轧光、拉幅、烘培、丝光、烧毛、水洗、退浆、印花和蒸化。各个工序对应不同的机台，分别为翻缝机、打底机、拉幅打卷机、轧光机、拉幅机、烘培机、丝光机、烧毛机、水洗机、退浆机、印花机和蒸化机，且机台特征属性各有不同如机台幅数、机台数量等。绝大多数生产任务单的生产流程涉及两种，生产流程 1 为烧毛->退浆->丝光->拉幅打卷->印花->蒸化->水洗->拉幅->轧光->整理，生产流程 2 为烧毛->退浆->丝光->烘干->打底->蒸化->水洗->拉幅打卷->印花->蒸化->水洗->轧光->整理。具体生产流程图如图 2-1 所示。

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图 2-2 车间生产调度基本流程对于上述排产调度流程的操作中最为重要的一步排产调度目前依赖于人工经验来完成。调度员需要时时与车间现场工作者保持联系来密切关注生产过程中的一切包括生产进度、机台状态、资源负荷等以便随时出现问题后能及时做出排产调整。具体的生产计划如表 2-1 所示。表 2-1 染整车间计划生产表机台

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染整车间自动排产问题研究和系统实现2.2.3 排产调度的问题定义在对染整排产调度问题进行说明之前来了解一下如下程序并发执行的操作流程。从简单的角度进行描述：1 个程序由输入操作、计算操作和输出操作组成，各个操作都是一个完整的子程序，如下所示：指令 I：input a;指令 C：int b = a + 1;指令 P：print b;由指令 I、C、P 可知，上述指令必须依次顺序执行，并且 I 指令在输入处理机上执行，C 指令在计算处理机上处理，P 指令在输出处理机上处理。当有多个如上的程序时就会发生需要为实现处理机并发执行的调度问题，为提高处理机效率当第一个程序完成输入操作进入计算处理机时输入处理机可以开始执行第二个程序的输入操作，输出处理机同理，具体并发执行甘特图如图 2-3 所示。

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