基于设备资源约束的混件流生产调度方法与系统研究

摘要

随着经济日趋全球化、信息技术飞速发展，客户需求个性化，离散型制造企业不但面临外部激烈的竞争环境，而且其内部生产模式也发生了本质上变化，企业不仅要生产高质量的产品，而且还应该拥有高效的生产效率。企业要想在转变中求生存，就必须以客户为导向，如何提高客户的满意度和忠诚度，已成为企业发展的主题。
　　离散型作业车间由原来的粗放式生产管理方式逐渐向制约式生产管理方式转变，企业由传统的批次流生产方式向精益生产方式转变，传统的调度模型已经不再满足由批次流和单件流同时存在的混件流生产方式，并且实际加工过程中有大量的时间浪费在非加工过程，制造企业需对设备资源进行合理安排提高设备利用率。因此，针对目前离散型制造企业生产方式转变中存在的问题，本论文提出了基于设备资源约束的混件流生产调度方法，并研究开发出一套基于MES的离散型作业车间调度管理系统，从而辅助离散型制造企业完成调度管理，提高生产效率。
　　首先，针对离散型作业车间调度现状进行分析，得出混件流生产方式是企业制造趋势，并结合制造单元能力匹配准则优化调度集，在此基础之上建立基于设备资源约束的混件流调度优化模型，优化目标为完工时间，采用改进的遗传算法对其计算，运用实例验证该模型的可行性，针对调度方案以资源配置方式保障生产资源，保证任务顺利进行。
　　其次，针对实际作业车间存在的扰动因素做出分析和研究，然后对这些异常事件进行分类，并提出对于异常状况的处理方式，即动态调度方法，以及构建基于异常状况的混件流重调度模型。
　　最后，以上述研究内容和研究成果为基础，用调度策略的方式实现混件流生产，基于设定的调度策略进行调度计算，结合制造企业设计并开发一套基于 MES的离散型作业车间调度管理系统，主要包括调度数据管理、能力匹配管理和调度优化管理三项基本功能。以某机加工车间为例，将该系统应用于其中，取得了良好的应用效果。

目录

1 绪 论

1.1论文的选题背景和研究意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容及结构安排

1.4本章小结

2 基于设备资源约束的混件流生产调度策略方法研究

2.1混件流生产调度分析及调度策略研究

2.2制造单元能力匹配分析

2.3 基于设备资源约束的混件流生产调度策略模型

2.4改进的遗传算法求解基于设备约束的混件流生产调度问题

2.5离散型作业车间资源配置

2.6实例仿真

2.7 本章小结

3 基于设备资源约束的混件流生产动态调度方法

3.1离散型作业车间扰动因素分析

3.2基于设备资源约束的混件流生产重调度策略研究

3.3基于扰动因素的混件流生产重调度模型

3.4 本章小结

4 基于MES的离散型作业车间调度策略系统开发与应用

4.1可配置制造执行系统概述及功能结构介绍

4.2基于MES的离散型作业车间调度策略概述

4.3基于MES的离散型作业车间调度策略管理系统设计

4.4基于MES的离散型作业车间调度管理系统与其他系统的交互

4.5应用验证

4.6本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录

A. 攻读硕士期间从事的科研工作

B. 攻读硕士期间的主要获奖情况