中小规模离散制造企业车间排产及调度研究

摘要

车间排产调度是生产管理系统的核心，同时也是影响制造业生产效率的关键因素，因此解决好车间生产调度问题对缩短产品的制造周期、提高企业竞争力、控制拖期成本等具有十分重要的作用。然而，中小规模离散制造业具有多品种、小批量、客户定制化生产的特点，决定了其采用柔性制造的方式，增加了排产调度的复杂性，同时车间生产环境复杂，突发事件时常发生，又为柔性车间排产调度提出了更高的要求。为此本文运用多Agent思想建立了以MES为核心的生产管理系统，重点研究了其核心功能——面向装配的排产和动态调度，旨在解决中小规模典型离散制造业柔性生产车间拖期成本亟待控制、突发事件快速响应等问题，同时为了验证本文提出的基于多Agent的排产调度框架对解决排产调度问题的有效性，开发了生产调度仿真平台，用于排产及调度的仿真。
　　在排产的过程中对应季度、月、周、日的不同排产周期，采用自顶向下任务分解和自底向上归并更新的策略，构建具有协商机制的基于多Agent的排产调度框架，分别从订单层、产品层和设备层进行排产建模，运用复合分派规则和启发式算法完成各层Agent的模型求解，以制定符合装配工艺要求的排产计划。选取合作企业凹印机的历史数据进行排产仿真，仿真结果表明排产方案能有效缩短最大完工时间，控制总拖期时间，在控制企业拖期成本方面具有重要意义。
　　由于实际生产的过程中难免出现一些不可预测的异常情况，如紧急插单、订单取消、设备故障等，因此本文在排产的基础上进行了动态调度的研究。为使车间生产在保持稳定性的基础上同时具有处理突发事件的能力，首先制定了基于变周期的周期性再调度与事件驱动再调度相结合的调度策略，进而界定了变周期的计算方法，并基于多Agent的排产调度框架分别设计了不同的异常事件处理方案。并针对不同的异常扰动进行了动态调度仿真，结果表明本文提出的动态调度处理方案能应对突发状况的发生，并提高车间生产的可预见力及自动化水平。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题内容

第2章 生产管理系统和仿真平台

2.1 生产管理系统

2.2 仿真平台

2.3 本章小结

第3章 车间排产方案设计及仿真

3.1 车间排产问题概论

3.2 车间排产方案设计

3.3 车间排产仿真

3.4 本章小结

第4章 动态调度方案设计与仿真

4.1 车间调度问题概论

4.2 调度策略

4.3 车间调度方案设计

4.4 车间调度仿真

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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