本文關(guān)鍵詞：面向隨機訂單的虛擬制造單元動態(tài)重構(gòu)調(diào)度問題研究

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【摘要】：虛擬單元制造系統(tǒng)是在成組技術(shù)以及傳統(tǒng)單元制造的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的一種先進生產(chǎn)組織方式,該制造系統(tǒng)的動態(tài)可重構(gòu)特性能夠?qū)ψ兓漠a(chǎn)品需求快速做出響應(yīng),靈活適應(yīng)當前多品種小批量的生產(chǎn)方式。虛擬單元制造系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于當生產(chǎn)過程中的任務(wù)類型或數(shù)量發(fā)生改變時,不需要在空間上對設(shè)備資源的物理位置作出改動,只需要以邏輯的形式便可完成單元的重構(gòu)過程,此種方式在響應(yīng)環(huán)境變化的同時,有效降低了制造企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)整成本與時間,大大提高了生產(chǎn)績效。隨著實際生產(chǎn)節(jié)奏的不斷加快,當前市場需求環(huán)境呈現(xiàn)出動態(tài)不確定的特點,如隨機到達的新訂單等,而有關(guān)虛擬單元動態(tài)性問題的研究還不夠完善,因此本文從可重構(gòu)制造系統(tǒng)的角度,以面向訂單生產(chǎn)為出發(fā)點,對訂單隨機到達條件下的虛擬制造單元動態(tài)重構(gòu)調(diào)度問題進行了詳細的研究。本文對這一問題的研究主要分為兩個階段。第一個階段研究的是新訂單隨機加入條件下的虛擬單元實時重構(gòu)問題。首先基于新任務(wù)與已有虛擬單元的相似性程度,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對新訂單中的各任務(wù)進行預(yù)分配,優(yōu)先考慮將新任務(wù)加入已有單元生產(chǎn),以最大程度延續(xù)現(xiàn)有單元結(jié)構(gòu),從而降低對生產(chǎn)調(diào)度計劃的擾動影響,否則重構(gòu)新單元。然后在此基礎(chǔ)上對新訂單加入后的單元制造系統(tǒng)進行重構(gòu)調(diào)整,綜合考慮跨單元加工次數(shù)、單元負荷均衡及單元調(diào)整幅度目標,采用啟發(fā)式算法優(yōu)化單元構(gòu)建方案,實時響應(yīng)變化的同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。第一階段從資源組織形式的層次完成了虛擬單元重構(gòu)方案的制定,第二階段則是從制造執(zhí)行的層次進一步研究新任務(wù)加入后的虛擬制造單元重調(diào)度問題。在滾動時域分解方法框架下,提出改進的事件與周期混合驅(qū)動的重調(diào)度機制。通過周期驅(qū)動機制跟蹤系統(tǒng)的變化,并在事件驅(qū)動機制中加入了基于滾動周期與交貨期的工件緊急程度判別策略,避免了不必要的重調(diào)度,兼顧系統(tǒng)的柔性與穩(wěn)定性。以最小化完工時間和總運輸距離為目標,建立滾動窗口內(nèi)的虛擬單元重調(diào)度數(shù)學模型,設(shè)計一種引入了遺傳操作的混合離散粒子群優(yōu)化算法對模型進行求解,取得了滿意的結(jié)果。為了驗證本文所提出的方法在具體實際企業(yè)中的適用情況,本文對某船舶制造有限公司進行深入調(diào)研,詳細分析該企業(yè)的生產(chǎn)管理現(xiàn)狀及目前存在的問題,并將本文設(shè)計的方案應(yīng)用到該船廠的舾裝管子生產(chǎn)加工過程,提出了有關(guān)訂單隨機加入條件下的虛擬制造單元重構(gòu)調(diào)度問題的改善方案,通過對比改善前后的設(shè)計方案結(jié)果,證實了本文所提研究方法的可行性及有效性。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：F426.474;F273

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本文編號：1295077