【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)的不斷融合,網(wǎng)絡(luò)化制造得到廣泛研究和應(yīng)用,并逐漸成為取代傳統(tǒng)制造模式的新一代先進(jìn)制造模式。在網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下,實現(xiàn)制造任務(wù)與制造資源的合理優(yōu)化配置,是實現(xiàn)協(xié)同制造鏈(CMC)構(gòu)建的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù),已經(jīng)成為現(xiàn)代集成制造研究領(lǐng)域的熱點問題之一。本文以浙江地區(qū)中小企業(yè)復(fù)雜產(chǎn)品的異地協(xié)同制造和轉(zhuǎn)包加工為背景,深入研究了協(xié)同制造鏈的構(gòu)建過程、制造任務(wù)結(jié)構(gòu)規(guī)劃、協(xié)同制造鏈優(yōu)化建模及系統(tǒng)應(yīng)用。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下: (1)深入分析了構(gòu)建協(xié)同制造鏈的過程特征,指出其構(gòu)建過程是制造任務(wù)與制造資源雙向優(yōu)化調(diào)整的過程;提出了協(xié)同制造鏈(CMC)、時序約束任務(wù)(TTSC)與協(xié)同制造單元(CMU)等新概念;建立了TTSC有向圖模型與CMC過程數(shù)學(xué)模型;通過分析TTSC分解方案規(guī)范解集、非規(guī)范解集,得出了相應(yīng)的CMC構(gòu)建方案規(guī)范解集、非規(guī)范解集,并給出了規(guī)范型CMC與水平型CMC兩種不同的市場表現(xiàn)形式。 (2)針對協(xié)同制造任務(wù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題,提出了時序約束任務(wù)跨度(STTSC)模型;通過分析市場協(xié)作環(huán)境下制造任務(wù)分解方案、協(xié)作成本、生產(chǎn)周期三個方面的關(guān)鍵因素,建立了STTSC與它們之間相互影響的數(shù)學(xué)模型,擬定量分析了STTSC的優(yōu)化設(shè)計問題,獲得了在相應(yīng)條件下的任務(wù)跨度最佳值�；赟TTSC規(guī)劃分析,建立了一種面向核心制造資源的任務(wù)分解策略,并給出了任務(wù)分解與歸并的方法、步驟。 (3)對CMC優(yōu)化建模問題進(jìn)行了研究�；贑MC形成過程中的雙向優(yōu)化結(jié)構(gòu),分析影響制造任務(wù)性能參數(shù)優(yōu)化與制造資源配置過程中的各種因素特征,提出了制造任務(wù)性能參數(shù)向量歐式距離模型,進(jìn)而構(gòu)建了CMC任務(wù)性能參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型;針對水平型CMC的構(gòu)成特點,充分利用協(xié)作CMU的剩余生產(chǎn)能力,建立了基于綜合運行成本最小化與CMU生產(chǎn)負(fù)荷均衡化的多目標(biāo)優(yōu)化模型;針對規(guī)范型CMC的優(yōu)化問題,考慮CMU之間的內(nèi)聯(lián)成本、任務(wù)執(zhí)行的拖期懲罰成本與協(xié)作CMU的剩余生產(chǎn)能力等影響因素,建立了基于綜合運行成本最小化與CMC整體生產(chǎn)負(fù)荷最小化的多目標(biāo)優(yōu)化模型。 (4)對CMC的優(yōu)化模型求解算法及仿真進(jìn)行了研究。針對CMC任務(wù)性能參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)特性,應(yīng)用自適應(yīng)遺傳算法進(jìn)行求解,設(shè)計了實數(shù)編碼機(jī)制與自適應(yīng)改變遺傳算子的機(jī)制,并對優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了模型轉(zhuǎn)換。因為水平型CMC與規(guī)范型CMC優(yōu)化模型均為多目標(biāo)函數(shù),故應(yīng)用基于Pareto最優(yōu)概念的快速非支配排序遺傳算法進(jìn)行求解。針對提出的模型與算法,分別進(jìn)行了實例仿真研究,驗證優(yōu)化模型的有效性。 (5)設(shè)計了協(xié)同制造鏈優(yōu)化支持系統(tǒng)(CMCOSS)的體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用流程,開發(fā)了一個原型系統(tǒng)。以某型號汽車后半軸的協(xié)同制造為例,演示了平臺的運行結(jié)果,系統(tǒng)地驗證了本文所提出的理論與方法。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH166

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2719641