本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元構(gòu)建與調(diào)度研究

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【摘要】：近年來隨著航空、航天、高鐵等高端制造業(yè)的興起,復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)面臨著多品種少批量、交貨周期縮短等變化,其生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理更加復(fù)雜,制造系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、適應(yīng)能力差等問題也逐步顯現(xiàn)。為此,越來越多的制造企業(yè)一方面廣泛采用先進(jìn)的單元生產(chǎn)方式應(yīng)對(duì)多品種、小批量的生產(chǎn)需求,另一方面大力引入高柔性的數(shù)控裝備,從而提高系統(tǒng)的柔性和效率。在此背景下,高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元的構(gòu)建和調(diào)度問題成為當(dāng)前復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)急需解決的基礎(chǔ)問題,也是我國(guó)高端制造業(yè)生產(chǎn)能力提升的關(guān)鍵問題。在分析當(dāng)前生產(chǎn)單元構(gòu)建及調(diào)度研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本文開展了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元的構(gòu)建與調(diào)度問題研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)分析了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)過程和生產(chǎn)特點(diǎn),提煉了該類產(chǎn)品高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元的制造柔性構(gòu)成要素及作用機(jī)制,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元構(gòu)建與調(diào)度問題的總體框架。(2)構(gòu)建了基于設(shè)備權(quán)重和模糊需求的高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元構(gòu)建模型,設(shè)計(jì)了雙層染色體遺傳算法求解。以航天某復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)車間作為應(yīng)用背景進(jìn)行了高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元構(gòu)建模型的應(yīng)用,并與經(jīng)典的兩階段構(gòu)建模型進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證本模型對(duì)于柔性生產(chǎn)單元和不確定需求生產(chǎn)的適用性。(3)提出了基于節(jié)拍平衡的機(jī)加組件高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元兩階段調(diào)度模型,并設(shè)計(jì)改進(jìn)遺傳算法求解。第一階段,根據(jù)組件工藝特征和設(shè)備能力進(jìn)行工藝路線規(guī)劃,在考慮生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、設(shè)備產(chǎn)能、生產(chǎn)約束和工藝柔性的基礎(chǔ)上,以節(jié)拍平衡為優(yōu)化目標(biāo)得到產(chǎn)品最優(yōu)加工視圖組合。第二階段,基于節(jié)拍平衡結(jié)果開展平行移動(dòng)模式調(diào)度研究,在考慮產(chǎn)品換線時(shí)間、設(shè)備調(diào)試時(shí)間的基礎(chǔ)上構(gòu)建調(diào)度模型,并應(yīng)用遺傳算法求解。將所提調(diào)度模型應(yīng)用于某航天機(jī)電產(chǎn)品殼體類零件高柔性數(shù)控生產(chǎn)單元,并與變批量和等批量調(diào)度模型比較分析,驗(yàn)證本模型對(duì)于多品種小批量柔性單元生產(chǎn)方式的適用性。(4)針對(duì)部分價(jià)值高、作用關(guān)鍵、交貨及時(shí)率要求高的復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品,構(gòu)建了多生產(chǎn)單元并行協(xié)同調(diào)度模型,設(shè)計(jì)了分段并行協(xié)同遺傳算法求解。以航天某復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品車間為例進(jìn)行了應(yīng)用案例研究,并與批量多單元調(diào)度模型進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證了本模型對(duì)于多品種小批量單元生產(chǎn)方式的適用性。
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH165
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本文編號(hào)：1266947