航空结构件车间调度系统的研究与实现
发布时间：2022-08-07 22:55
航空结构件作为飞机的重要组成部分,是航空制造业智能制造的重点发展对象。在历经多年发展后,我国航空结构件生产车间虽已在数字化与信息化方面取得了长足的进步,却仍面临着数字化,智能化水平低的问题。尤其在生产调度方面,存在着人工干预现象严重、生产数据丢失、生产调度不合理、生产管理效率低等诸多问题,从而导致加工制造总流程时间过长,制造过程增值比过低等问题。此外,航空结构件车间具有多品种、小批量、批产与试制相混合的生产特征,使得其生产调度变得更为复杂。因此,本文以航空结构件车间的生产调度为研究对象,通过建立符合其生产特征的多目标分批优化调度模型和设计了高效的求解算法,并在最终设计开发集生产资源管理、任务管理、车间调度、生产状况反馈功能于一体的原型车间调度系统,从而提升车间的调度性能与智能化水平。本文主要研究内容如下:（1）基于对航空结构件车间的生产流程、生产特征及调度优化目标的调研分析,建立符合该车间生产特征的多目标分批优化静态调度模型。在该调度模型中,同时考虑加工时间指标,车间能耗指标,延期指标与设备负荷指标。对于工件批量的划分选用等量分批法,以兼顾批量划分的细粒度与求解的难度;对于分批调度优化...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车间调度研究现状
1.2.2 多目标调度国内外研究现状
1.2.3 分批调度国内外研究现状
1.3 研究内容及论文框架
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
第二章 柔性作业车间多目标分批调度理论
2.1 考虑批量的柔性作业车间调度问题
2.2 分批调度
2.3 多目标调度
2.3.1 多目标优化问题基本理论
2.3.2 多目标优化调度求解算法
2.3.3 多目标优化决策方法
2.4 本章小结
第三章 航空结构件车间多目标分批静态调度
3.1 航空结构件车间生产调度问题分析
3.1.1 生产流程
3.1.2 生产特征
3.1.3 调度优化目标
3.2 调度模型的建立
3.2.1 模型描述
3.2.2 变量定义
3.2.3 约束条件
3.2.4 优化函数
3.3 调度模型求解算法设计
3.3.1 算法框架
3.3.2 编码与解码
3.3.3 种群初始化
3.3.4 进化算子
3.4 实例验证与结果分析
3.4.1 实例构建
3.4.2 调度模型验证
3.4.3 算法验证
3.5 本章小结
第四章 航空结构件车间多目标分批动态调度
4.1 航空结构件车间动态调度问题描述
4.2 多目标分批动态调度模型
4.3 重调度方法
4.3.1 航空结构件车间扰动事件描述与分类
4.3.2 延迟系数
4.3.3 基于延迟系数的重调度混合驱动机制
4.3.4 重调度策略
4.4 完全重调度求解算法设计
4.4.1 算法框架
4.4.2 编码方式
4.4.3 种群初始化
4.5 实例分析
4.5.1 实例说明
4.5.2 实例仿真
4.5.3 对比分析
4.6 本章小结
第五章 车间调度系统的设计与开发
5.1 调度系统设计
5.1.1 系统需求分析
5.1.2 系统总体设计
5.1.3 系统工作流程设计
5.1.4 系统架构设计
5.2 数据库设计
5.2.1 数据库模型
5.2.2 数据表设计
5.3 开发环境及技术路线选择
5.3.1 开发环境
5.3.2 技术路线
5.4 系统软件实现
5.4.1 基础数据管理模块
5.4.2 调度管理模块
5.4.3 状态反馈模块
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚类差分进化算法求解多目标工艺规划与调度集成问题[J]. 杜轩,潘志成. 计算机集成制造系统. 2019(07)
[2]基于产品制造过程内含能分级的冲压车间节能调度研究[J]. 熊玮,黄海鸿,朱利斌,刘志峰. 机械工程学报. 2019(10)
[3]面向智能制造的飞机结构件数字化车间构建关键技术[J]. 宋智勇,李杰,刘大炜. 航空制造技术. 2019(07)
[4]基于机床加工匹配特性的混合流水车间绿色生产调度[J]. 孔琳,王黎明,李方义,刘欣玥,王耿. 计算机集成制造系统. 2019(05)
[5]面向节能的导弹结构件混线生产作业车间多目标调度研究[J]. 魏鑫,张泽群,唐敦兵,杨长祺,金永乔,秦威. 机械工程学报. 2018(09)
[6]数字化车间及航空智能制造实践[J]. 隋少春,牟文平,龚清洪,黎小华,陈尚宇. 航空制造技术. 2017(07)
[7]面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型[J]. 李聪波,沈欢,李玲玲,易茜. 机械工程学报. 2017(05)
[8]柔性作业车间批量划分与并行调度优化[J]. 徐本柱,费晓璐,章兴玲. 计算机集成制造系统. 2016(08)
[9]飞机结构件智能数控加工关键技术研究现状[J]. 牟文平,隋少春,李迎光. 航空制造技术. 2015(13)
[10]航空智能工厂的基本特征与框架体系[J]. 杜宝瑞,王勃,赵璐,周元莉. 航空制造技术. 2015(08)
博士论文
[1]群智能优化算法及在流水车间调度问题中的应用研究[D]. 王鹏飞.吉林大学 2019
[2]多目标柔性作业车间调度模型及其进化算法研究[D]. 王春.江南大学 2018
[3]基于分解的多目标进化算法及其应用[D]. 袁源.清华大学 2015
[4]面向多品种变批量生产的重构调度方法[D]. 李京生.北京理工大学 2014
[5]多目标柔性作业车间调度方法研究[D]. 王晓娟.华中科技大学 2011
[6]离散制造企业批量生产车间调度智能优化研究[D]. 曾强.重庆大学 2010
[7]智能制造系统车间生产计划与调度[D]. 袁坤.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]柔性作业车间批量重调度方法研究[D]. 王若鑫.西南交通大学 2018
[2]考虑模具约束的并行机批量流调度问题研究[D]. 张震.苏州大学 2018
[3]基于多Agent的柔性生产动态调度系统研究[D]. 梁慰乐.华南理工大学 2018
[4]面向双柔性多目标工作车间调度的智能算法研究[D]. 公旭冉.湖南大学 2018
[5]双柔性多目标作业车间调度方法研究及原型系统开发[D]. 刘伟.湖南大学 2018
[6]面向节能的冲压车间分批调度研究[D]. 周春生.合肥工业大学 2018
[7]不确定环境下柔性作业车间的多目标动态调度研究[D]. 左乐.北京交通大学 2015
本文编号：3671193
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车间调度研究现状
1.2.2 多目标调度国内外研究现状
1.2.3 分批调度国内外研究现状
1.3 研究内容及论文框架
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
第二章 柔性作业车间多目标分批调度理论
2.1 考虑批量的柔性作业车间调度问题
2.2 分批调度
2.3 多目标调度
2.3.1 多目标优化问题基本理论
2.3.2 多目标优化调度求解算法
2.3.3 多目标优化决策方法
2.4 本章小结
第三章 航空结构件车间多目标分批静态调度
3.1 航空结构件车间生产调度问题分析
3.1.1 生产流程
3.1.2 生产特征
3.1.3 调度优化目标
3.2 调度模型的建立
3.2.1 模型描述
3.2.2 变量定义
3.2.3 约束条件
3.2.4 优化函数
3.3 调度模型求解算法设计
3.3.1 算法框架
3.3.2 编码与解码
3.3.3 种群初始化
3.3.4 进化算子
3.4 实例验证与结果分析
3.4.1 实例构建
3.4.2 调度模型验证
3.4.3 算法验证
3.5 本章小结
第四章 航空结构件车间多目标分批动态调度
4.1 航空结构件车间动态调度问题描述
4.2 多目标分批动态调度模型
4.3 重调度方法
4.3.1 航空结构件车间扰动事件描述与分类
4.3.2 延迟系数
4.3.3 基于延迟系数的重调度混合驱动机制
4.3.4 重调度策略
4.4 完全重调度求解算法设计
4.4.1 算法框架
4.4.2 编码方式
4.4.3 种群初始化
4.5 实例分析
4.5.1 实例说明
4.5.2 实例仿真
4.5.3 对比分析
4.6 本章小结
第五章 车间调度系统的设计与开发
5.1 调度系统设计
5.1.1 系统需求分析
5.1.2 系统总体设计
5.1.3 系统工作流程设计
5.1.4 系统架构设计
5.2 数据库设计
5.2.1 数据库模型
5.2.2 数据表设计
5.3 开发环境及技术路线选择
5.3.1 开发环境
5.3.2 技术路线
5.4 系统软件实现
5.4.1 基础数据管理模块
5.4.2 调度管理模块
5.4.3 状态反馈模块
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚类差分进化算法求解多目标工艺规划与调度集成问题[J]. 杜轩,潘志成. 计算机集成制造系统. 2019(07)
[2]基于产品制造过程内含能分级的冲压车间节能调度研究[J]. 熊玮,黄海鸿,朱利斌,刘志峰. 机械工程学报. 2019(10)
[3]面向智能制造的飞机结构件数字化车间构建关键技术[J]. 宋智勇,李杰,刘大炜. 航空制造技术. 2019(07)
[4]基于机床加工匹配特性的混合流水车间绿色生产调度[J]. 孔琳,王黎明,李方义,刘欣玥,王耿. 计算机集成制造系统. 2019(05)
[5]面向节能的导弹结构件混线生产作业车间多目标调度研究[J]. 魏鑫,张泽群,唐敦兵,杨长祺,金永乔,秦威. 机械工程学报. 2018(09)
[6]数字化车间及航空智能制造实践[J]. 隋少春,牟文平,龚清洪,黎小华,陈尚宇. 航空制造技术. 2017(07)
[7]面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型[J]. 李聪波,沈欢,李玲玲,易茜. 机械工程学报. 2017(05)
[8]柔性作业车间批量划分与并行调度优化[J]. 徐本柱,费晓璐,章兴玲. 计算机集成制造系统. 2016(08)
[9]飞机结构件智能数控加工关键技术研究现状[J]. 牟文平,隋少春,李迎光. 航空制造技术. 2015(13)
[10]航空智能工厂的基本特征与框架体系[J]. 杜宝瑞,王勃,赵璐,周元莉. 航空制造技术. 2015(08)
博士论文
[1]群智能优化算法及在流水车间调度问题中的应用研究[D]. 王鹏飞.吉林大学 2019
[2]多目标柔性作业车间调度模型及其进化算法研究[D]. 王春.江南大学 2018
[3]基于分解的多目标进化算法及其应用[D]. 袁源.清华大学 2015
[4]面向多品种变批量生产的重构调度方法[D]. 李京生.北京理工大学 2014
[5]多目标柔性作业车间调度方法研究[D]. 王晓娟.华中科技大学 2011
[6]离散制造企业批量生产车间调度智能优化研究[D]. 曾强.重庆大学 2010
[7]智能制造系统车间生产计划与调度[D]. 袁坤.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]柔性作业车间批量重调度方法研究[D]. 王若鑫.西南交通大学 2018
[2]考虑模具约束的并行机批量流调度问题研究[D]. 张震.苏州大学 2018
[3]基于多Agent的柔性生产动态调度系统研究[D]. 梁慰乐.华南理工大学 2018
[4]面向双柔性多目标工作车间调度的智能算法研究[D]. 公旭冉.湖南大学 2018
[5]双柔性多目标作业车间调度方法研究及原型系统开发[D]. 刘伟.湖南大学 2018
[6]面向节能的冲压车间分批调度研究[D]. 周春生.合肥工业大学 2018
[7]不确定环境下柔性作业车间的多目标动态调度研究[D]. 左乐.北京交通大学 2015
本文编号：3671193
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