發(fā)布時(shí)間：2020-04-18 02:51

【摘要】： 加工和裝配是產(chǎn)品制造的主要任務(wù),加工和裝配任務(wù)調(diào)度對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有很大的影響。加工和裝配任務(wù)調(diào)度算法是研究虛擬制造、敏捷制造和精益制造中設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ),不僅是當(dāng)前調(diào)度理論中所研究的重要問(wèn)題之一,而且在機(jī)械制造及自動(dòng)化等先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。此項(xiàng)研究既可以促使調(diào)度問(wèn)題的發(fā)展及其相關(guān)問(wèn)題的研究,又可以使企業(yè)實(shí)現(xiàn)加工和裝配調(diào)度計(jì)劃的合理編排,從而減少人們的繁雜勞動(dòng),合理優(yōu)化地組織生產(chǎn),縮短生產(chǎn)周期,降低成本,提高生產(chǎn)效率。不僅符合當(dāng)前國(guó)家大力發(fā)展裝備制造業(yè)的國(guó)情,有重要的理論和社會(huì)意義,而且還會(huì)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 本文針對(duì)簡(jiǎn)單產(chǎn)品工序調(diào)度(本文簡(jiǎn)稱產(chǎn)品調(diào)度)算法局限于純加工或純裝配調(diào)度,無(wú)法考慮工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜產(chǎn)品制造過(guò)程中內(nèi)在的加工和裝配之間的并行關(guān)系,影響產(chǎn)品制造效率的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜產(chǎn)品調(diào)度問(wèn)題分析,對(duì)工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜單個(gè)(多個(gè)、動(dòng)態(tài))產(chǎn)品加工和裝配過(guò)程綜合調(diào)度優(yōu)化、工件間存在約束關(guān)系的產(chǎn)品在有相同設(shè)備情況時(shí)的調(diào)度優(yōu)化、快速判斷影響加工與裝配過(guò)程的可增加瓶頸設(shè)備和工件間存在約束關(guān)系時(shí)工序非緊密銜接的調(diào)度優(yōu)化等4個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究,并對(duì)提出的算法進(jìn)行了分析和實(shí)例驗(yàn)證: 1.對(duì)工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜單個(gè)產(chǎn)品,為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工和裝配過(guò)程綜合調(diào)度,提出采取統(tǒng)一控制加工和裝配設(shè)備、統(tǒng)一調(diào)度加工和裝配工序的方法;為了減少工序的選擇范圍,提高調(diào)度效率,提出根據(jù)復(fù)雜單個(gè)產(chǎn)品樹狀工藝圖(工藝樹)動(dòng)態(tài)地生成備選的預(yù)調(diào)度工序集合;通過(guò)綜合考慮加工樹縱(加工路徑)橫(加工工序?qū)?結(jié)構(gòu)關(guān)系,提出短用時(shí)、長(zhǎng)路徑和動(dòng)態(tài)調(diào)整等調(diào)度策略進(jìn)行工序調(diào)度優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)具有縱橫雙向調(diào)度優(yōu)化的效果。對(duì)復(fù)雜多產(chǎn)品和多產(chǎn)品動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題采取建立虛擬工藝樹的方法向復(fù)雜單個(gè)產(chǎn)品問(wèn)題簡(jiǎn)化,方便復(fù)雜多產(chǎn)品問(wèn)題和復(fù)雜多產(chǎn)品動(dòng)態(tài)問(wèn)題的調(diào)度優(yōu)化算法的實(shí)現(xiàn)。 2.對(duì)工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜產(chǎn)品在有相同設(shè)備情況時(shí)的調(diào)度優(yōu)化問(wèn)題,通過(guò)分析產(chǎn)品工藝樹結(jié)構(gòu),利用樹狀結(jié)構(gòu)具有末端分枝繁衍的特點(diǎn),對(duì)工藝樹進(jìn)行分段,根據(jù)末端工序的特點(diǎn)將工序分為相關(guān)工序和獨(dú)立工序,并根據(jù)前沿貪心規(guī)則和最優(yōu)適應(yīng)規(guī)則對(duì)段內(nèi)工序設(shè)計(jì)了調(diào)度的目標(biāo)函數(shù),再利用遞歸迭代完成整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品工藝樹上工序的調(diào)度;對(duì)相同設(shè)備工序提出進(jìn)行二次均衡分配的具有互補(bǔ)性的調(diào)度函數(shù),使獨(dú)立工序與相關(guān)工序或相關(guān)工序與相關(guān)工序并行處理,實(shí)現(xiàn)相同設(shè)備充分并行處理。通過(guò)構(gòu)造成虛擬工藝樹的方法,簡(jiǎn)化并解決相同設(shè)備情況時(shí)多產(chǎn)品或動(dòng)態(tài)產(chǎn)品調(diào)度問(wèn)題。 3.對(duì)制約工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)效率的單一設(shè)備,通過(guò)對(duì)并行工序的研究,提出為每個(gè)工序標(biāo)記它所在工藝圖中的路線號(hào),快速判斷設(shè)備上并行工序的方法,以并行工序總時(shí)間最大設(shè)備為可增加的制約產(chǎn)品生產(chǎn)效率單一設(shè)備,即可增加的瓶頸設(shè)備。當(dāng)并行工序總時(shí)間最大設(shè)備不唯一時(shí),考慮緊前工序影響其后繼工序開始加工的時(shí)間,提出將緊前工序數(shù)作為判斷可增加瓶頸設(shè)備的第二因素。通過(guò)設(shè)計(jì)虛擬工藝樹,解決了動(dòng)態(tài)調(diào)度中確定可增加瓶頸設(shè)備的問(wèn)題。 4.對(duì)工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜產(chǎn)品工序非緊密銜接時(shí)的調(diào)度優(yōu)化問(wèn)題,為了表現(xiàn)工序間空隙的約束關(guān)系,提出了該類問(wèn)題擴(kuò)展工藝樹結(jié)構(gòu);定義工序非緊密銜接的空隙為虛擬的延遲工序,并為虛擬的延遲工序設(shè)計(jì)虛擬設(shè)備,提出了工序非緊密銜接調(diào)度問(wèn)題向一般調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)化的策略,將工序非緊密銜接的調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一般工件間存在約束關(guān)系的復(fù)雜產(chǎn)品調(diào)度問(wèn)題;通過(guò)對(duì)擬關(guān)鍵路徑和最佳適應(yīng)調(diào)度算法的分析,設(shè)計(jì)了一種通過(guò)優(yōu)先調(diào)度延遲工序,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工序分批采用擬關(guān)鍵路徑法和最佳適應(yīng)調(diào)度法,同時(shí)考慮關(guān)鍵設(shè)備上標(biāo)準(zhǔn)工序盡量緊湊的非緊密銜接工序的動(dòng)態(tài)調(diào)度優(yōu)化算法。
【圖文】：

圖 2-2 優(yōu)先調(diào)度低優(yōu)先級(jí)工序的甘特圖Fig. 2-2 Gantt chart for lower priority operation first圖 2-3 優(yōu)先調(diào)度高優(yōu)先級(jí)工序的甘特圖Fig. 2-3 Gantt chart for higher priority operation first行加工時(shí)間。又設(shè) pij∈{pi1，pi2，…，pim}，tij= min{ti1，ti2，…，tim}， j的直接后繼工序。假設(shè) pij的用時(shí)最少，優(yōu)先調(diào)度它有兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)。，調(diào)度完 pij，可以使其后繼工序 獲得比較早的可被加工的時(shí)間。其次于集合{pi1，pi2，…，pim}-{pij}中的工序來(lái)說(shuō)，也可以比較早獲得 Mi，從1ijp1ijp

圖 2-3 優(yōu)先調(diào)度高優(yōu)先級(jí)工序的甘特圖Fig. 2-3 Gantt chart for higher priority operation first行加工時(shí)間。又設(shè) pij∈{pi1，pi2，，…，pim}，tij= min{ti1，ti2，…，tim}， j的直接后繼工序。假設(shè) pij的用時(shí)最少，優(yōu)先調(diào)度它有兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)。，調(diào)度完 pij，可以使其后繼工序 獲得比較早的可被加工的時(shí)間。其次于集合{pi1，pi2，…，pim}-{pij}中的工序來(lái)說(shuō)，也可以比較早獲得 Mi，從其后繼的工序也能夠較早被加工[97][98]。1ijp1ijp- 16 -
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：F273;F224

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2631627