嵌入牵引机制的平行机类型模具热处理车间动态批调度

摘要

模具行业具有极高产业重业性，模具生产水平的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。随着市场竞争越来越激烈、产品更新速度日益加快，客户对交货准时性越来越重视。模具热处理是模具生产过程中的一个极其重要而又容易成为瓶颈的环节，且热处理又属于高能耗、高污染的加工过程。因此，如何能够有效地控制热处理生产以提高准时交货率和能源效率，这是企业迫切需要解决的问题。另外，相比于设备更新及工艺改造，通过提高管控能力与提供科学的决策支持是减小制造周期和能耗的最为现实的途径。
　　本文以国内某大型模具生产企业为背景，研究一类平行机类型模具热处理车间动态批调度问题。该问题以加权拖期量和平均能耗为优化目标，并且考虑调度任务的较强的差异性和动态到达性、平行机能力非同等性。围绕此问题的解决，从调度机制、优化模型和求解算法等方面展开研究。首先，借鉴当前批调度领域流行的LAB(Look-ahead batch)策略建立事件驱动型热处理车间的动态调度机制，考虑到该类调度机制在全局调度上的近视性，因此针对性地提出两级面对上游工序具有可嵌入性的主动牵引机制，在预测时窗及全局总体趋势上对组批决策给予优化。其次，基于调度机制提出一类针对模具热处理车间上机决策求解问题的启发式算法EFP-MU-LAB，基于两级主动牵引机制提出相应的启发式牵引规则，即事件触发牵引规则(TE-ETP)及周期性定时牵引规则(TE-FTP)，并将启发式牵引规则嵌入到调度算法中。根据所提出的算法，本研究中通过大量的仿真实验来验证其有效性并进行相关的环境适应性分析。最后，基于该企业热处理车间的实际业务流程，结合研究成果，开发一套适合模具热处理车间的生产管理系统，为热处理车间管理提升辅助决策，并提高其排产效率和速度。
　　本文试图解决在全局信息不明确环境模具热处理车间的生产调度问题，其研究成果和所得到的结论能够为模具制造企业的科学发展提供必要的理论支撑及决策支持。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源

1．2 选题背景及研究意义

1．2．1 模具制造行业背景

1．2．2 热处理生产是严重影响模具准时交货率的关键工序

1．2．3 提高管控能力是模具热处理节能生产的有效途径

1．3 国内外研究现状

1．3．1 批调度研究的主要分类

1．3．2 平行机批调度的研究

1．3．3 文献总结与问题分析

1．4 本文总体介绍

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

1．4．3 章节分布

1．5 本章小结

第二章 嵌入主动牵引的模具热处理车间调度机制

2．1 引言

2．2 模具热处理车间描述

2．2．1 任务的差异性

2．2．2 动态到达性

2．2．3 热处理机器的能力非同等性

2．2．4 热处理车间生产调度决策问题

2．3 嵌入两级主动牵引的热处理车间生产调度机制

2．3．1 事件驱动的热处理生产动态调度机制

2．3．2 面向上游工序的两级主动牵引机制

2．4 本章小结

第三章 嵌入牵引机制的事件驱动型动态批调度算法

3．1 引言

3．2 动态批调度算法

3．2．1 EFP-MU-LAB算法

3．2．2 最佳上机方案决策流程

3．3 启发式牵引规则

3．3．1 事件触发的启发式牵引规则

3．3．2 周期性定时启发式牵引规则

3．4 算法有效性验证实验

3．4．1 仿真实验设计

3．4．2 无牵引情况下的仿真结果及讨论

3．4．3 含牵引情况下的仿真结果及讨论

3．5 本章小结

第四章 动态批调度算法的环境适应性与分析

4．1 适应性仿真实验设计

4．2 算法适应性分析

4．2．1 任务到达强度适应性分析

4．2．2 任务交货期强度适应性分析

4．2．3 LAB预测时窗适应性分析

4．2．4 定时牵引时间间隔适应性分析

4．3 本章小结

第五章 应用系统开发与实现

5．1 引言

5．2 应用背景简述

5．3 系统需求分析

5．3．1 应用系统目标

5．3．2 业务流程分析

5．3．3 系统用例分析

5．4 系统设计与开发

5．4．1 系统开发与运行环境

5．4．2 系统功能

5．4．3 数据库开发

5．5 系统运行实例

5．6 本章小结

结论及展望

参考文献

声明

致谢