JIT环境下加工与装配集成调度研究

摘要

随着顾客对产品个性化需求的日趋强烈及产品市场竞争的加剧，越来越多的企业采用准时制生产方式，以提高产品质量，缩短生产周期，从而保证企业获得市场竞争的优势。基于准时制生产思想，制定合理的生产计划与调度，能够使企业增强市场响应能力，有效降低生产成本。本文针对面向订单制造企业的生产实际，以有效减少零部件加工的提前完工以及装配阶段的等待造成的浪费为出发点，充分利用加工与装配工序之间的并行性，系统研究加工与装配车间的集成调度优化问题，对企业实现准时制生产具有重要意义。
　　对面向订单制造企业生产过程特点进行分析，建立一种面向订单制造企业的生产计划管理体系结构；对体系结构核心中间层进行分析，重点分析了执行生产计划与调度管理，针对体系结构中间层的订单执行流程，对加工与装配混合车间集成调度问题进行分析，重点对集成调度实现过程中问题的建模与求解、不确定因素的处理以及批量优化等关键问题进行研究。
　　针对加工与装配的集成调度优化问题，以零部件加工最大完工时间与总生产完工时间之和最小为目标，建立多目标优化模型，该模型通过对零部件生产提前完工和装配阶段的等待施加相应的惩罚，充分利用装配与加工之间的关联性，确定合理的零部件加工顺序、投产时间以及装配序列等；针对所建立的优化模型，设计遗传算法求解，采用零件加工和产品装配的两段实数编码，以稳态复制对群体进行选择，设计交叉和变异算子并对个体进行可行性判定，以保证新个体满足加工与装配的工序先后约束关系，避免非可行解的混入影响优化结果；并通过实例验证所建调度模型的可行性以及算法的有效性。
　　对加工与装配集成调度优化过程中的不确定因素进行分析，重点考虑集成调度中加工/装配时间及产品交货期的不确定性，利用三角模糊数对不确定因素进行描述；以产品交货期平均满意度最大为目标，建立加工与装配集成调度的模糊优化模型；设计遗传算法，实现不确定加工与装配车间集成调度模型的优化计算；并通过实例验证模型的可行性以及算法的有效性。
　　针对加工与装配混合车间生产过程中的批调度问题，考虑加工生产以及装配工序中批量划分对产品生产周期的影响，以产品总装配完工时间最小为目标，建立加工与装配集成批量调度优化的批量调度模型，通过对批量调度采用合理的等量分批，充分利用车间资源，降低生产成本，改进调度性能；设计遗传算法，利用基本遗传算法对不同批次情况下，各分批后工件调度顺序进行计算，求解不同分批情况下的最优调度顺序；通过实例验证了模型以及算法的有效性。

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1 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的主要研究内容及章节安排

2 面向订单制造企业生产计划管理体系结构

2.1 JIT环境下加工与装配混合生产车间特点

2.2 面向订单制造企业生产过程分析

2.3 生产管理系统体系结构

2.4集成调度问题

2.5本章小结

3 加工与装配混合车间集成优化模型

3.1 问题描述

3.2 模型建立

3.3 遗传算法概述

3.4加工与装配集成调度问题的遗传算法设计

3.5 实例验证与分析

3.6 本章小结

4 不确定条件下加工与装配车间集成优化

4.1 问题描述

4.2 模型建立

4.3 模糊模型求解

4.4 实例验证与分析

4.5 本章小结

5 集成优化过程中批量调度问题

5.1 问题描述

5.2 模型建立

5.3批量调度问题的遗传算法设计

5.4 实例验证与分析

5.5 本章小结

6. 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及参与项目