本文關(guān)鍵詞：基于云制造的單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：為滿足用戶多樣性和個性化的需求,單件定制生產(chǎn)逐漸成為企業(yè)的主要生產(chǎn)模式之一。由于單件定制產(chǎn)品工藝的多樣性、復雜性,生產(chǎn)環(huán)境的隨機性、動態(tài)性,生產(chǎn)周期的難控性,以及交貨期、產(chǎn)品質(zhì)量等的高標準性等,增加了企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度的復雜性,增大了控制生產(chǎn)系統(tǒng)負荷的難度,導致制造資源利用率較低、對生產(chǎn)擾動無法及時響應等問題。為此,在單件定制生產(chǎn)下提高制造資源配置與調(diào)度效率成為亟待解決的問題。云制造融合了云計算、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計算和智能科學等技術(shù),可集中、統(tǒng)一、智能化地管理及調(diào)度制造資源和制造能力,可有效提高資源配置與調(diào)度效率�！胺稚①Y源集中管理、集中管理資源分散服務”是云制造的典型特點。用戶可通過云制造服務平臺實時獲取所需的制造資源及其全生命周期服務。為此,論文探索基于云制造平臺構(gòu)建單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度管理模型的方法,并通過若干關(guān)鍵技術(shù)研究,建立了一套智能調(diào)度方案,以滿足單件定制生產(chǎn)環(huán)境下的制造資源配置與調(diào)度需求。論文的主要研究內(nèi)容與成果如下:(1)給出了基于云制造的單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度問題,界定了智能調(diào)度的概念域,探析其運行機理,構(gòu)建了相應管理模型,從過程管理的角度系統(tǒng)呈現(xiàn)智能調(diào)度的全貌。(2)研究了云服務儲存管理模型及多工藝路線智能獲取,解決云服務的組織和獲取問題�；诹Ｓ嬎銟�(gòu)建了加工方案超網(wǎng)絡(luò)模型,為單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度所需的分布式資源提供分類化的云制造平臺資源池;為快速獲取所需資源,制定了加工特征語義匹配策略,并考慮云制造模式下的分布式資源特征,構(gòu)建了基于云制造平臺的工藝路線方案優(yōu)選數(shù)學模型,同時引入改進群領(lǐng)導優(yōu)化算法求解模型。(3)研究了最優(yōu)工藝路線和調(diào)度集成方案獲取,解決云制造平臺上調(diào)度方案高效獲取問題�；谝勋@得的多工藝路線,綜合量子演化算法、群領(lǐng)導優(yōu)化算法和混沌映射的各自優(yōu)點,提出了混沌量子群領(lǐng)導算法,求解出具有集成性的最優(yōu)工藝路線和調(diào)度方案,減少了工藝規(guī)劃方案與調(diào)度方案在執(zhí)行過程中的沖突。(4)研究了基于云制造平臺的干擾管理策略,解決單件定制生產(chǎn)調(diào)度過程中的新訂單插單和設(shè)備故障擾動問題。對于新訂單插單問題,依托于遠程監(jiān)控技術(shù),產(chǎn)品在使用過程中的運行狀況可被實時監(jiān)測,替換零部件的下單時間也可提前獲知。在此基礎(chǔ)上,通過云制造平臺獲取外協(xié)資源,實時調(diào)整調(diào)度方案,以減少新訂單插單擾動情況下初始調(diào)度方案的目標偏差、降低擾動成本。對于設(shè)備故障問題,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能設(shè)備間通訊的特性,構(gòu)建任務加工路徑地圖模型和設(shè)備故障擾動情況下的自組織調(diào)度策略,并以客戶滿意度和最小延期為目標,制定設(shè)備自組織單元與任務自組織單元相互選擇的標準。通過研究,實現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度過程中產(chǎn)品生產(chǎn)所需的制造資源在云制造平臺上聚類與儲存模型的構(gòu)建,有效地集中組織并管理所需云服務,為云制造環(huán)境下的資源獲取提供基礎(chǔ);提出了基于云制造平臺的零件多工藝路線智能獲取方法,提升了資源獲取效率;改善了多工藝路線條件下調(diào)度方案生成的效果;制定了基于云制造平臺的干擾管理策略,降低了生產(chǎn)擾動的影響。論文的研究內(nèi)容及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)通過實例得到了驗證,對單件定制生產(chǎn)調(diào)度相關(guān)研究具有重要借鑒意義,為云制造的應用領(lǐng)域研究提供了借鑒方法。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB497;TP393.09

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