机加工车间工艺规划与作业调度的集成优化

发布时间：2020-06-17 10:22

【摘要】：在传统的机加工车间中,工艺规划与作业分配是两个串行且独立的环节,分别由经验丰富的技术人员、管理人员完成。由于机加工车间具有工艺柔性与机器柔性两大特征,人工难以全局考虑所有的零件工艺,难以实时掌握车间设备的生产状态,由人工进行的工艺规划与作业分配方案很可能会导致资源冲突与瓶颈的出现。针对上述问题,拟研发用于机加工车间生产调度的制造执行系统。将该工程问题抽象为工艺规划与作业调度集成优化问题,即综合考虑工艺规划与作业分配,利用优化算法从众多工艺路径、作业路径的组合中选出生产用时较短的方案。研究内容分为模型建立、算法设计、软件实现三个部分。首先,考虑工件在设备上的装夹时间、拆卸时间及工件在设备间转移所需的物流时间,提出了车间设备、布局的描述方法;考虑工艺柔性,提出了一种带优先级的析取图以描述零件工艺流程;考虑工件装拆、车间物流、工艺约束,建立了工艺规划与作业调度集成优化问题的数学模型。其次,基于传统蚁群算法思想,依据对车间设备、布局、工艺的描述方法及建立的优化数学模型,设计了该优化问题的求解算法,并对传统算法中的信息素更新环节进行了改进,以提升算法性能。最后,根据设计的算法编写了机加工车间制造执行系统的生产调度软件模块,并用真实案例对其有效性与可用性进行了验证。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP18;F273
【图文】：

合肥工业大学学术硕士研究生学位论文二章 工艺规划与作业调度集成优化问题建集成优化，就是将工艺规划与作业调度两部分集成到一次优两部分内容对优化目标的影响，用一个优化模型来表示，并用一次优化计算，得出一个优化结果，结果中既体现各个零件台设备的作业调度方案。车间作业特点的机加工车间设备布置有四种原则：产品原则、工艺原则、固定，分别适用于少品种大批量、多品种小批量、大型产品、零件的研究对象是来图定制的机加工车间，属于多品种小批量的用工艺原则，即典型的机群式布置方式[41]，如图 2.1 所示。采，设备利用率高、柔性好，便于多样化产品的加工，但生产计。

机加工车间设备及工艺描述方法工艺规划与作业调度集成优化问题主要以完工时间为优化目标。在计算完间的过程中，考虑工件装拆时间、物流时间及零件的工艺约束。需要对具加工车间进行抽象与简化，以数学模型来表达其结构、状态、动态行为与，即采用符号、数学方程、数学函数或数据表格等方法定义车间生产系统之间的关系。.1 设备描述方法根据机群式布置方式，规划一个小型的机加工车间。车间内有 4 台数控车卧式铣床，3 台立式铣床，1 台拉床，1 台平面磨床，1 台外圆磨床，1 台磨床，2 台钻床，1 台电火花机，1 台线切割机，2 台高频淬火设备，及 2 、钳工台。利用双层滚筒流水线输送托盘，其中上层向后输送，下层向前输输送线各个端点处设置升降机，用于托盘在上下层输送线之间转移。利用 R术控制托盘的挡停、放行与换向。利用工业机器人实现数控设备的自动上下间布局示意图如图 2.2 所示。

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本文编号：2717469