智能制造是我國乃至全世界發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)的落腳點,是提升制造型企業(yè)制造水平的“利器”。而柔性制造單元憑借其高度柔性化、自動化、生產(chǎn)能力強(qiáng)等特點,被廣泛地應(yīng)用到解決多品種、小批量的生產(chǎn)模式中,逐漸成為建設(shè)智能工廠的不可或缺的部分。對于柔性制造單元而言,高效的排程方案是提高車間生產(chǎn)效率、提高客戶對產(chǎn)品滿意度的關(guān)鍵所在,也是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。本文就國內(nèi)某企業(yè)的一個柔性制造單元的生產(chǎn)排程問題進(jìn)行研究,通過分析該制造單元的特點,構(gòu)建了考慮加工過程中運輸機(jī)器人在各加工設(shè)備之間的運輸及空載時間且能處理常見的動態(tài)事件的生產(chǎn)排程模型,并設(shè)計了一種混合優(yōu)化算法來求解該模型。然后將設(shè)計的排程方案應(yīng)用到企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)中,幫助企業(yè)實現(xiàn)“智能排程”,提高生產(chǎn)效率。在混合優(yōu)化算法設(shè)計中,以遺傳算法為主體框架,在算法的初始化過程中加入爬山算法特征,對一半的種群進(jìn)行“爬山操作”,以提高初始解的質(zhì)量;提出了一種“貪婪精英”與輪盤賭相結(jié)合的選擇方法,以增大優(yōu)良基因被遺傳的概率,便于種群朝著更優(yōu)的方向進(jìn)化;在交叉操作時,融入粒子群算法的思想,對機(jī)器選擇部分染色體采用一種由當(dāng)前種群最優(yōu)個體指導(dǎo)交叉的方法來改進(jìn)交叉算子,以擴(kuò)大... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１柔性制造單元結(jié)構(gòu)圖??９??

制造單元不僅能快速、高效地完成工藝路線及其復(fù)雜的零件加工，而且??整個單元的結(jié)構(gòu)布局對于車間空間的占用也是極少的，是典型的“麻雀雖小，卻??五官俱全”的智能制造設(shè)備。柔性制造單元的布局研宄，對于企業(yè)來說也是很有??必要的。合理的布局不僅能夠節(jié)約車間空間，而且能縮短運輸設(shè)備在其它設(shè)備之??間的行駛時間，進(jìn)而縮短產(chǎn)品的加工周期及減少車間的能耗。目前相關(guān)學(xué)者根據(jù)??加工設(shè)備的擺放位置將柔性制造單元的結(jié)構(gòu)布局方式主要劃分為四種［３４］，分別??是直線型布局、Ｕ型布局、折線型布局及環(huán)形布局，如圖２．２所示，具體選用哪??種結(jié)構(gòu)的布局則由產(chǎn)品的屬性確定。??Ｉ?＾?，?ｎ??Ｉ?！?；?？?？?ｉ??Ｉ?ｉ?ｉ??Ｉ?ｊｈ＂＊？?，?４?＾?ｊｍｉ?｜?署?Ｉ??ｉ?Ｍｔｊ?ｊａ｜?ｊｗ?ｊａｉｌ?－＾５??！?＇?！?ｍｍ?Ｍ?！??５?線?ｇ方局?！?！?＊＂＾５??！?１??Ｉ?Ｉ?布局??Ｉ?１?！?Ｉ??ｉ?１?！?丨??ｆ?１?Ｉ?１??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??丨?—丨；?爸；??Ｉ?－Ｃ—Ｉ！?ｉ?ｉ?１??一?ｉ?ｉ?ＪＨｉ?ＪＳｍ??ｉ?ｊｆｉｂｉ?１?＾ｉ??ｉ?－Ｃ－—?ｉ?，?ｉ??Ｉ?１?Ｉ?１??ｉ?Ｉ?ｉ?Ｉ??ｉ?抗線ａ冇局?ｉ?ｉ?＿＿＿?ｉ??，?｜?丨?環(huán)衫濟(jì)／５３?｜??Ｉ?１?Ｉ?１??圖２．２柔性制造單元布局??２．１．２柔性制造單元排程問題描述??柔性作業(yè)車間調(diào)度問題也是由傳統(tǒng)車間調(diào)度問題衍生而來Ｐｉ，其問題的關(guān)??鍵在于對兩個子問題的求解。一個

?第２章柔性制造單元生產(chǎn)排程關(guān)鍵理論概述???念最早是由美國先進(jìn)制造協(xié)會提出，旨在將物資需求計劃同車間現(xiàn)場作業(yè)建立??有效的聯(lián)系。而隨著ＭＥＳ在企業(yè)應(yīng)用得到廣泛的使用及收到很好的成效，逐漸??成為銜接企業(yè)上層企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ＥＲＰ）?［３７］和底層生產(chǎn)設(shè)備過程控制系??統(tǒng)（ＰＣＳ）［３８］的橋梁，成為企業(yè)生產(chǎn)信息化三層架構(gòu)的中間執(zhí)行層，其形式如圖２．３??所示。典型的生產(chǎn)數(shù)據(jù)在各層系統(tǒng)之間的流轉(zhuǎn)如下訴述：當(dāng)企業(yè)生產(chǎn)訂單到來之??際，ＥＲＰ對訂單進(jìn)行處理，并根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的加工資源制定相關(guān)的加工計劃。加??工計劃一旦完成，ＥＲＰ將加工任務(wù)下達(dá)給執(zhí)行層的ＭＥＳ，這樣相關(guān)加工數(shù)據(jù)便??從ＥＲＰ與ＭＥＳ之間的數(shù)據(jù)接口流向ＭＥＳ；當(dāng)ＭＥＳ接收相關(guān)加工計劃后，組織??相關(guān)加工資源，對加工計劃進(jìn)行生產(chǎn)排產(chǎn)，下達(dá)加工命令；加工命令則通過接口??傳遞到底層控制系統(tǒng)ＰＣＳ，進(jìn)而啟動相關(guān)設(shè)備對生產(chǎn)計劃進(jìn)行加工。加工開始??后，與生產(chǎn)相關(guān)的實時數(shù)據(jù)則由ＰＣＳ系統(tǒng)導(dǎo)向ＭＥＳ，ＭＥＳ采集到車間加工數(shù)據(jù)??后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理匯總，然后再反饋給上層的ＥＲＰ系統(tǒng)做相應(yīng)的計劃??調(diào)整。如此反復(fù)進(jìn)行，形成一條閉環(huán)的信息通路。??企業(yè)資源計劃系統(tǒng)￣￣￣｜??（ＥＲＰ）?｜??ＴＴ＾??＼７?１１??制造執(zhí)行系統(tǒng)（ＫＳ；?Ｉ??Ｉ］??＼／?Ｕ??生產(chǎn)控制系統(tǒng)（ＰＣＳ）??圖２．３生產(chǎn)信息系統(tǒng)三層架構(gòu)??隨著ＭＥＳ的應(yīng)用方案逐漸地成熟，ＭＥＳ涵蓋的功能也越來越多。通過對企??業(yè)實際生產(chǎn)加工過程的分析以及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，國際制造協(xié)會（ＭＥＳＡ）將ＭＥＳ??的功能劃分為資源分配及狀態(tài)管理、工序詳細(xì)調(diào)度、過程管理、生產(chǎn)單

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