本文選題：車間作業(yè)調(diào)度 + 實時調(diào)度　； 參考：《重慶大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是先進(jìn)制造系統(tǒng)中最為重要的內(nèi)容之一，它對資源優(yōu)化利用，提高工作效率，節(jié)省成本都有非常重要的作用。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，制造企業(yè)之間的競爭越來越激烈，制造企業(yè)也越來越注重通過高效的車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)來提高企業(yè)的競爭力。經(jīng)典作業(yè)車間調(diào)度問題的研究雖然取得了豐富的理論成果，但由于所建立的模型與生產(chǎn)實際狀況相差甚遠(yuǎn)，因此很難用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。 近年來對作業(yè)車間實時調(diào)度問題的研究逐漸成為制造系統(tǒng)研究領(lǐng)域的一個熱點，該問題的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。本文對作業(yè)車間實時調(diào)度的某些關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入的研究，研究工作的主要內(nèi)容如下。 ①當(dāng)前制約作業(yè)車間實時調(diào)度技術(shù)應(yīng)用于車間現(xiàn)場的瓶頸是，缺乏一個合適的能夠?qū)ψ鳂I(yè)車間實時調(diào)度系統(tǒng)及其優(yōu)化算法進(jìn)行有效仿真和驗證的平臺。針對這個問題，論文中提出了基于RFID的實時調(diào)度物理仿真平臺的框架結(jié)構(gòu)，期望通過該平臺為作業(yè)車間實時調(diào)度問題的理論研究提供一個仿真和驗證的環(huán)境。論文建立了平臺的總體框架，對平臺中涉及到的各個組成部分，包括：RFID卡組件、RFID卡讀寫器組件、RFID卡盒組件、RFID卡傳送裝置組件、通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、數(shù)據(jù)信息格式等內(nèi)容進(jìn)行了討論。 ②提高生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的柔性是車間實時調(diào)度系統(tǒng)建模必須考慮的一個問題。針對這個問題，在對工序樹、工件葉子集合、空閑設(shè)備集合、作業(yè)進(jìn)程表等概念進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，論文提出了一種基于工序樹的工藝規(guī)劃和調(diào)度系統(tǒng)集成的方法。其中用于實驗和驗證的程序，經(jīng)過完善和擴充可以運行在基于RFID的實時調(diào)度系統(tǒng)仿真平臺上，同時該程序中的調(diào)度子模塊可以很方便地嵌入各種調(diào)度優(yōu)化算法。 ③尋找效果更佳的調(diào)度優(yōu)化算法是車間實時調(diào)度系統(tǒng)理論和方法研究中的一個基本問題。對于這個問題，論文中提出了兩種作業(yè)車間實時調(diào)度優(yōu)化算法，具體的內(nèi)容如下： 1）提出了一種基于組合規(guī)則的實時調(diào)度方法。組合規(guī)則調(diào)度的難點在于如何對規(guī)則進(jìn)行組合才能最好地達(dá)到調(diào)度目標(biāo)的要求。本文的解決辦法是，，先建立工件選擇規(guī)則庫和設(shè)備選擇規(guī)則庫，然后根據(jù)調(diào)度目標(biāo)要求用AHP法對規(guī)則庫中的規(guī)則進(jìn)行排序，最后再依據(jù)規(guī)則庫中的排序結(jié)果進(jìn)行規(guī)則的組合。實驗的結(jié)果驗證了該方法可以起到作業(yè)調(diào)度優(yōu)化的作用。 2）提出了一種基于自適應(yīng)規(guī)則的實時調(diào)度方法。由于調(diào)度規(guī)則固定的調(diào)度方法在車間實時調(diào)度中不能適應(yīng)環(huán)境的變換，該方法在實時調(diào)度中的應(yīng)用效果不好。因此，論文中用強化學(xué)習(xí)的方法對調(diào)度規(guī)則進(jìn)行訓(xùn)練來實現(xiàn)自適應(yīng)規(guī)則調(diào)度。在自適應(yīng)規(guī)則調(diào)度中，環(huán)境被映射成一定的模式或者狀態(tài)，調(diào)度算法根據(jù)環(huán)境的不同，智能地選擇該環(huán)境狀態(tài)下最合適的調(diào)度規(guī)則。實驗的結(jié)果驗證了該方法可以起到一定的調(diào)度優(yōu)化作用。
[Abstract]:The workshop production scheduling system is one of the most important contents in the advanced manufacturing system. It plays a very important role in optimizing the utilization of resources, improving the efficiency and saving the cost. With the rapid development of the economy, the competition among the manufacturing enterprises is becoming more and more intense, and the manufacturing enterprises pay more and more attention to the efficient workshop production scheduling system. The research of the classic job shop scheduling problem has made a lot of theoretical results, but it is very difficult to guide the production practice because the model is quite different from the actual production situation.
In recent years, the research on the real-time scheduling problem of the job shop has gradually become a hot spot in the research field of the manufacturing system. The research of this problem has important theoretical significance and practical value of engineering. This paper has carried out a thorough study on some key problems of the real-time scheduling of the job shop, and the main contents of the research work are as follows.
(1) the bottleneck that restricts the application of real-time scheduling technology to the workshop site is the lack of a suitable platform for the effective simulation and verification of the job shop real-time scheduling system and its optimization algorithm. In this paper, a framework of the real time scheduling physical simulation platform based on RFID is proposed in this paper. The platform provides a simulation and verification environment for the theoretical research of the job shop real-time scheduling problem. The paper establishes the overall framework of the platform, which includes all the components involved in the platform, including RFID card components, RFID card reader components, RFID card box components, RFID card transport components, communication network architecture, data letter. The content of the interest format is discussed.
To improve the flexibility of the production scheduling system is a problem that must be considered in the modeling of the real-time scheduling system of the workshop. On the basis of the detailed analysis of the concept of process tree, the set of workpiece leaves, the set of idle equipment, the operation process table and so on, a process planning and scheduling system integration based on process tree is proposed in this paper. The program, which is used for experiment and verification, can be perfected and expanded on the RFID based real-time scheduling system simulation platform. At the same time, the scheduling sub module in the program can easily embed various scheduling optimization algorithms.
To find a better scheduling optimization algorithm is a basic problem in the study of the theory and method of the workshop real-time scheduling system. For this problem, two kinds of job shop real-time scheduling optimization algorithms are proposed in this paper, and the specific contents are as follows:
1) a real-time scheduling method based on combination rules is proposed. The difficulty of combination rule scheduling is how to combine rules to best achieve the requirements of the scheduling goal. The solution of this paper is to establish the selection rule base of the workpiece and the selection of the rule base of the equipment first, and then according to the requirement of the scheduling target, the AHP method is used for the rule base. The rules are sorted, and then the rules are combined according to the ranking results in the rule base. The experimental results show that the method can play a role in the optimization of job scheduling.
2) a real-time scheduling method based on adaptive rules is proposed. Because the scheduling rules can not adapt to the transformation of the environment in the real-time scheduling of the workshops, the application effect of this method is not good in real-time scheduling. Therefore, the method of reinforcement learning is used to train the scheduling rules to realize the adaptive rule scheduling. In the adaptive rule scheduling, the environment is mapped to a certain pattern or state. The scheduling algorithm selects the most appropriate scheduling rules in the environment according to the different environment. The experimental results verify that this method can play a certain role in scheduling optimization.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH186

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本文編號：2078581