面向节能的冲压车间分批调度研究

摘要

节能减排是当今制造业面临的普遍问题，实施低碳制造的发展战略在世界各国已达成共识。目前，制造业的低碳和节能生产已经成为当下的研究热点。冲压成型不仅是机械制造业的基础行业，而且在金属加工行业中占重要的组成部分，中国制造业所用的钢材有60％-70％是板材，其中大部分用于冲压加工。同时，由于在金属加工行业中冲压成形能量消耗相对较大，因此，对冲压成形加工开展低碳节能的研究具有重要的现实意义。本文针对冲压车间分批节能调度研究做了如下研究:
　　首先针对冲压车间同一工件不同工序有着不同的可选设备集及同一工件同一工序不同批次的并行加工，以完工时间和加工总能耗为优化目标建立冲压车间可并行分批节能调度优化模型。
　　其次针对冲压车间的生产特性，提出了基于工序分批和工件分批的调度策略。工件分批采用试探法进行分批，首先对当前工件进行分批，将分批后的调度方案与上一方案进行对比分析，直至找出最优调度方案;工序分批采用的是基于关键工序进行分批，首先找出所有工序中的瓶颈工序，对瓶颈工序进行分批，将分批后的调度方案与分批前的调度方案进行对比分析，最终找出最优化调度方案。
　　然后针对所提模型和分批调度策略编写求解该模型的多层编码遗传算法。编码的第一层代表冲压件的编号，第二层代表冲压机的编号，通过编码的序列可以确定冲压件各工序的加工顺序和该序列完工时间和加工总能耗。
　　最后进行案例研究，分别对基于工件批量划分和工序批量划分下的冲压车间进行实例优化分析，得出最优化的分批和调度方案，在此基础上引入动态事件，对引入动态事件后的方案进行再次优化分析。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 调度问题的分类及其求解方法

1．2．1 调度问题的分类

1．2．2 调度问题的求解方法

1．3 调度问题国内外研究现状

1．3．1 生产调度国内外研究现状

1．3．2 分批调度国内外研究现状

1．3．3 节能调度国内外研究现状

1．4 研究意义

1．5 论文主要研究内容及组织结构

1．5．1 论文主要研究内容

1．5．2 论文组织结构

第二章 冲压车间生产模式与特点及能耗模型研究

2．1 冲压车间生产模式与生产计划分析

2．2 冲压车间生产特点分析

2．3 冲压车间能耗计算方法研究

2．3．1 冲压车间能耗模型的建立

2．3．2 冲压车间能耗数据采集方法

2．4 本章小结

第三章 基于工件批量划分的冲压车间生产调度研究

3．1 工件批量划分问题描述

3．2 工件批量划分方案与策略

3．2．1 工件批量划分方案

3．2．2 工件批量划分与调度策略研究

3．3 数学模型的建立

3．3．1 模型的描述

3．3．2 模型的构建

3．3．3 多目标问题处理

3．4 调度模型算法的设计

3．4．1 编码方法

3．4．2 解码方法

3．4．3 选择操作

3．4．4 交叉操作

3．4．5 变异操作

3．5．1 实例说明

3．5．2 不考虑分批下优化结果分析

3．5．3 考虑分批下优化结果分析

3．6 本章小结

第四章 基于工序批量划分的冲压车间生产调度研究

4．1 工序批量划分问题描述

4．2 工序批量划分方案与策略

4．2．1 工序批量划分方案

4．2．2 工序批量划分与调度策略研究

4．3 实例验证与结果分析

4．4 本章小结

第五章 动态环境下冲压车间批量调度研究

5．1 车间动态调度问题描述

5．2 动态调度策略与时刻选择

5．3 滚动调度窗口技术

5．4 基于工件批量划分的动态调度研究

5．5 基于工序批量划分的动态调度研究

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动成果情况