【摘要】：隨著智能制造的興起,制造型企業(yè)對(duì)于信息化和智能化的需求越來(lái)越高。面對(duì)復(fù)雜多變的車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境,科學(xué)有效的生產(chǎn)監(jiān)控是企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化和智能化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時(shí)為應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化和全球變暖問(wèn)題,綠色可持續(xù)的低碳制造已成為企業(yè)新的發(fā)展趨勢(shì)。生產(chǎn)調(diào)度作為企業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效率、能耗和碳排放有著直接的影響。此外考慮到生產(chǎn)過(guò)程中存在車(chē)間異常擾動(dòng),企業(yè)還需要擁有應(yīng)對(duì)這些擾動(dòng)的重調(diào)度能力。本文以灌裝設(shè)備制造車(chē)間為研究對(duì)象,針對(duì)生產(chǎn)監(jiān)控問(wèn)題、低碳調(diào)度問(wèn)題與低碳重調(diào)度問(wèn)題,主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究:(1)介紹了車(chē)間生產(chǎn)監(jiān)控、低碳制造和車(chē)間調(diào)度的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了當(dāng)前研究中存在的問(wèn)題,并給出了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。(2)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行介紹,分析了灌裝設(shè)備制造車(chē)間生產(chǎn)監(jiān)控對(duì)象。介紹了車(chē)間調(diào)度問(wèn)題的概念和特點(diǎn),說(shuō)明了本文研究的調(diào)度問(wèn)題,并詳細(xì)描述了車(chē)間常見(jiàn)的碳排放來(lái)源。針對(duì)車(chē)間重調(diào)度問(wèn)題,總結(jié)了常見(jiàn)的車(chē)間擾動(dòng),著重分析了重調(diào)度決策方法。(3)針對(duì)灌裝設(shè)備制造車(chē)間生產(chǎn)監(jiān)控的特點(diǎn),分析了生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)的需求,對(duì)平臺(tái)的體系架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),搭建了數(shù)據(jù)采集環(huán)境,并基于該平臺(tái)對(duì)車(chē)間的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)車(chē)間智能制造實(shí)體和車(chē)間事件進(jìn)行定義,介紹了復(fù)雜事件處理引擎Esper,并利用Esper實(shí)現(xiàn)車(chē)間復(fù)雜事件處理。最后搭建了生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái),并通過(guò)實(shí)例仿真證明了平臺(tái)的可行性。(4)針對(duì)灌裝設(shè)備制造車(chē)間低碳調(diào)度問(wèn)題,建立了基于制造資源實(shí)時(shí)狀態(tài)的車(chē)間低碳調(diào)度模型,詳細(xì)說(shuō)明了模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件,提出了改進(jìn)的多目標(biāo)Jaya優(yōu)化算法,對(duì)算法進(jìn)行離散化處理使其可以求解車(chē)間調(diào)度問(wèn)題,在算法中引入Tent混沌序列方法進(jìn)行種群初始化,并利用鄰域搜索和模擬退火算法相結(jié)合的方式進(jìn)行局部搜索,最后通過(guò)車(chē)間實(shí)例與NSGA-II算法進(jìn)行對(duì)比,證明該算法的有效性,并與未考慮制造資源實(shí)時(shí)狀態(tài)的傳統(tǒng)模型進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該模型能夠有效提高車(chē)間生產(chǎn)效率,降低碳排放。(5)針對(duì)灌裝設(shè)備制造車(chē)間低碳重調(diào)度問(wèn)題,設(shè)計(jì)了以交貨期為主的重調(diào)度判定方法,并在重調(diào)度性能評(píng)價(jià)中引入穩(wěn)定性指標(biāo)。以第四章的低碳調(diào)度模型為基礎(chǔ),建立了車(chē)間低碳重調(diào)度模型。對(duì)模擬退火遺傳算法進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)并說(shuō)明了算法的初始化過(guò)程、選擇操作、交叉操作和變異操作。利用標(biāo)準(zhǔn)算例對(duì)算法進(jìn)行測(cè)試并與其他算法比較證明了該算法的有效性。最后通過(guò)車(chē)間實(shí)例數(shù)據(jù),并模擬常見(jiàn)的工裝缺料、機(jī)床故障和緊急插單等擾動(dòng),驗(yàn)證了該重調(diào)度決策方法能夠有效應(yīng)對(duì)車(chē)間異常擾動(dòng)。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：F273;TN929.5;TP391.44
【圖文】：

圖 3-2 基于物聯(lián)網(wǎng)的灌裝設(shè)備制造車(chē)間圖 3-2 展示了基于物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的灌裝設(shè)備制造車(chē)間。RFID 閱讀器部署在原材料庫(kù)、半成品庫(kù)、工藝裝備庫(kù)、成品庫(kù)、小推車(chē)、AGV 小車(chē)、加工中心、暫存區(qū)、質(zhì)量部等位置。針對(duì)不同的生產(chǎn)監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)采集方式如下：（1）物料：對(duì)于貴重的物料，需要每一個(gè)物料對(duì)應(yīng)一個(gè) RFID 標(biāo)簽；對(duì)于價(jià)值不高、

智能電表，DTECHRS485轉(zhuǎn)USB，互感器2）RFID設(shè)備

a. ALR-F800 閱讀器 b. ALR-8696-C 天線(xiàn)圖 3-7 固定式 RFID 閱讀器和天線(xiàn)考慮到制造車(chē)間環(huán)境的復(fù)雜，以及手持式設(shè)備容易跌落，本文選用 ALR-H45頻閱讀器作為手持式 RFID 閱讀器。該閱讀器耐久性強(qiáng)，達(dá)到 IP64 防水/防塵評(píng)級(jí)從 1 米的高度跌落不會(huì)發(fā)生損壞。該閱讀器性能優(yōu)秀，能快速讀取和處理標(biāo)簽，并

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