本文關(guān)鍵詞：面向隨機(jī)訂單的虛擬制造單元?jiǎng)討B(tài)重構(gòu)調(diào)度問(wèn)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(lái)的一種先進(jìn)生產(chǎn)組織方式,該制造系統(tǒng)的動(dòng)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(dāng)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(shì)在于當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中的任務(wù)類型或數(shù)量發(fā)生改變時(shí),不需要在空間上對(duì)設(shè)備資源的物理位置作出改動(dòng),只需要以邏輯的形式便可完成單元的重構(gòu)過(guò)程,此種方式在響應(yīng)環(huán)境變化的同時(shí),有效降低了制造企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)整成本與時(shí)間,大大提高了生產(chǎn)績(jī)效。隨著實(shí)際生產(chǎn)節(jié)奏的不斷加快,當(dāng)前市場(chǎng)需求環(huán)境呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)不確定的特點(diǎn),如隨機(jī)到達(dá)的新訂單等,而有關(guān)虛擬單元?jiǎng)討B(tài)性問(wèn)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(diǎn),對(duì)訂單隨機(jī)到達(dá)條件下的虛擬制造單元?jiǎng)討B(tài)重構(gòu)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本文對(duì)這一問(wèn)題的研究主要分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段研究的是新訂單隨機(jī)加入條件下的虛擬單元實(shí)時(shí)重構(gòu)問(wèn)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(duì)新訂單中的各任務(wù)進(jìn)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(duì)生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃的擾動(dòng)影響,否則重構(gòu)新單元。然后在此基礎(chǔ)上對(duì)新訂單加入后的單元制造系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)調(diào)整,綜合考慮跨單元加工次數(shù)、單元負(fù)荷均衡及單元調(diào)整幅度目標(biāo),采用啟發(fā)式算法優(yōu)化單元構(gòu)建方案,實(shí)時(shí)響應(yīng)變化的同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(jìn)一步研究新任務(wù)加入后的虛擬制造單元重調(diào)度問(wèn)題。在滾動(dòng)時(shí)域分解方法框架下,提出改進(jìn)的事件與周期混合驅(qū)動(dòng)的重調(diào)度機(jī)制。通過(guò)周期驅(qū)動(dòng)機(jī)制跟蹤系統(tǒng)的變化,并在事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制中加入了基于滾動(dòng)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(shí)間和總運(yùn)輸距離為目標(biāo),建立滾動(dòng)窗口內(nèi)的虛擬單元重調(diào)度數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)一種引入了遺傳操作的混合離散粒子群優(yōu)化算法對(duì)模型進(jìn)行求解,取得了滿意的結(jié)果。為了驗(yàn)證本文所提出的方法在具體實(shí)際企業(yè)中的適用情況,本文對(duì)某船舶制造有限公司進(jìn)行深入調(diào)研,詳細(xì)分析該企業(yè)的生產(chǎn)管理現(xiàn)狀及目前存在的問(wèn)題,并將本文設(shè)計(jì)的方案應(yīng)用到該船廠的舾裝管子生產(chǎn)加工過(guò)程,提出了有關(guān)訂單隨機(jī)加入條件下的虛擬制造單元重構(gòu)調(diào)度問(wèn)題的改善方案,通過(guò)對(duì)比改善前后的設(shè)計(jì)方案結(jié)果,證實(shí)了本文所提研究方法的可行性及有效性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：F426.474;F273

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本文編號(hào)：1295077