【摘要】：在傳統(tǒng)的機(jī)加工車間中,工藝規(guī)劃與作業(yè)分配是兩個(gè)串行且獨(dú)立的環(huán)節(jié),分別由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員、管理人員完成。由于機(jī)加工車間具有工藝柔性與機(jī)器柔性兩大特征,人工難以全局考慮所有的零件工藝,難以實(shí)時(shí)掌握車間設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài),由人工進(jìn)行的工藝規(guī)劃與作業(yè)分配方案很可能會(huì)導(dǎo)致資源沖突與瓶頸的出現(xiàn)。針對上述問題,擬研發(fā)用于機(jī)加工車間生產(chǎn)調(diào)度的制造執(zhí)行系統(tǒng)。將該工程問題抽象為工藝規(guī)劃與作業(yè)調(diào)度集成優(yōu)化問題,即綜合考慮工藝規(guī)劃與作業(yè)分配,利用優(yōu)化算法從眾多工藝路徑、作業(yè)路徑的組合中選出生產(chǎn)用時(shí)較短的方案。研究內(nèi)容分為模型建立、算法設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)三個(gè)部分。首先,考慮工件在設(shè)備上的裝夾時(shí)間、拆卸時(shí)間及工件在設(shè)備間轉(zhuǎn)移所需的物流時(shí)間,提出了車間設(shè)備、布局的描述方法;考慮工藝柔性,提出了一種帶優(yōu)先級(jí)的析取圖以描述零件工藝流程;考慮工件裝拆、車間物流、工藝約束,建立了工藝規(guī)劃與作業(yè)調(diào)度集成優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型。其次,基于傳統(tǒng)蟻群算法思想,依據(jù)對車間設(shè)備、布局、工藝的描述方法及建立的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了該優(yōu)化問題的求解算法,并對傳統(tǒng)算法中的信息素更新環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),以提升算法性能。最后,根據(jù)設(shè)計(jì)的算法編寫了機(jī)加工車間制造執(zhí)行系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度軟件模塊,并用真實(shí)案例對其有效性與可用性進(jìn)行了驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP18;F273
【圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文二章 工藝規(guī)劃與作業(yè)調(diào)度集成優(yōu)化問題建集成優(yōu)化，就是將工藝規(guī)劃與作業(yè)調(diào)度兩部分集成到一次優(yōu)兩部分內(nèi)容對優(yōu)化目標(biāo)的影響，用一個(gè)優(yōu)化模型來表示，并用一次優(yōu)化計(jì)算，得出一個(gè)優(yōu)化結(jié)果，結(jié)果中既體現(xiàn)各個(gè)零件臺(tái)設(shè)備的作業(yè)調(diào)度方案。車間作業(yè)特點(diǎn)的機(jī)加工車間設(shè)備布置有四種原則：產(chǎn)品原則、工藝原則、固定，分別適用于少品種大批量、多品種小批量、大型產(chǎn)品、零件的研究對象是來圖定制的機(jī)加工車間，屬于多品種小批量的用工藝原則，即典型的機(jī)群式布置方式[41]，如圖 2.1 所示。采，設(shè)備利用率高、柔性好，便于多樣化產(chǎn)品的加工，但生產(chǎn)計(jì)。

機(jī)加工車間設(shè)備及工藝描述方法工藝規(guī)劃與作業(yè)調(diào)度集成優(yōu)化問題主要以完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)。在計(jì)算完間的過程中，考慮工件裝拆時(shí)間、物流時(shí)間及零件的工藝約束。需要對具加工車間進(jìn)行抽象與簡化，以數(shù)學(xué)模型來表達(dá)其結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、動(dòng)態(tài)行為與，即采用符號(hào)、數(shù)學(xué)方程、數(shù)學(xué)函數(shù)或數(shù)據(jù)表格等方法定義車間生產(chǎn)系統(tǒng)之間的關(guān)系。.1 設(shè)備描述方法根據(jù)機(jī)群式布置方式，規(guī)劃一個(gè)小型的機(jī)加工車間。車間內(nèi)有 4 臺(tái)數(shù)控車臥式銑床，3 臺(tái)立式銑床，1 臺(tái)拉床，1 臺(tái)平面磨床，1 臺(tái)外圓磨床，1 臺(tái)磨床，2 臺(tái)鉆床，1 臺(tái)電火花機(jī)，1 臺(tái)線切割機(jī)，2 臺(tái)高頻淬火設(shè)備，及 2 、鉗工臺(tái)。利用雙層滾筒流水線輸送托盤，其中上層向后輸送，下層向前輸輸送線各個(gè)端點(diǎn)處設(shè)置升降機(jī)，用于托盤在上下層輸送線之間轉(zhuǎn)移。利用 R術(shù)控制托盤的擋停、放行與換向。利用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的自動(dòng)上下間布局示意圖如圖 2.2 所示。

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