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面向单件生产模式的调度系统研究

作　者: 王文耀
导　师: 涂海宁
学　校: 南昌大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 单件生产遗传算法车间生产调度系统集成
分类号: TH186
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 81次
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内容摘要

由于个性化需求的发展,多品种、小批量已逐渐成为主流生产方式。随着这种生产方式的转变,企业在工作效率和应变能力等方面承受着更大的压力。因此,研究一套科学有效的调度方法和相应的计算机调度系统对提高企业的工作效率和应变能力具有非常重要的作用。锅炉压力容器生产企业的生产模式是面向工程的生产,属于单件生产。本文根据锅炉压力容器生产企业的特点,建立了单件小批量生产调度的数学模型,探索出了单件生产车间的调度算法,对单件生产的调度系统进行了系统建模,研究开发出了一套车间生产调度的原型系统,并对该系统与MES及其它系统的集成技术进行了研究。在理论方面,总结了现今调度问题的各种建模、求解方法与策略。从调度可行性出发,在保证交货期的前提下提出了基于优先规则的排产算法,针对作业控制层的要求,给出了相应的调度策略,以甘特图、报表等形式跟踪加工执行的状况,形成生产过程的闭环控制。这些都为解决车间一级的作业调度问题提供了有效的解决方案。详细研究了面向单件生产模式的车间生产调度问题,并对调度理论作了一个深入细致的研究,通过在调度过程中的资源约束条件,对比较复杂的车间调度问题的进行优化,利用遗传算法、结合规则式的方法对车间生产调度任务进行了分配。阐述了基于单件小批量模式的车间生产调度系统的设计思想,利用具体建模工具对该系统进行分析和建模,详细介绍了系统的功能模块与关键技术,开发了较为实用的生产调度原型系统。该系统已在企业运行,取得了良好的收益,提高了企业的生产效益,降低了生产成本。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-17
  1.1 制造业现代管理模式的发展概况  8-10
  1.2 生产模式类别及发展趋势  10-13
    1.2.1 车间生产模式的分类  10-12
    1.2.2 生产模式对生产调度存在决定作用  12
    1.2.3 单件生产成为企业生产的发展趋势  12-13
    1.2.4 研究单件生产调度问题的重要性  13
  1.3 锅炉压力容器企业生产模式描述  13-14
  1.4 本文的选题意义及主要研究内容  14-17
    1.4.1 选题意义  14-15
    1.4.2 本文的主要研究内容  15-17
第2章理论基础及算法  17-32
  2.1 车间生产调度问题的概述  17-20
    2.1.1 车间生产调度的特点  17-18
    2.1.2 车间生产调度的现状  18-19
    2.1.3 车间生产的几种模型  19-20
  2.2 常用车间调度算法的简介  20-25
  2.3 遗传算法  25-28
    2.3.1 遗传算法的介绍  25-26
    2.3.2 遗传算法的应用  26-28
  2.4 算法的总体概述  28-31
    2.4.1 车间调度问题的编码  28
    2.4.2 车间调度问题的群体评价  28-29
    2.4.3 车间调度问题的遗传算子  29
    2.4.4 车间调度的算法流程  29-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章车间调度数学模型的建立与求解  32-45
  3.1 单件生产的数学模型  32-35
    3.1.1 单件生产的数学模型  32-34
    3.1.2 数学模型的假设  34-35
  3.2 单件生产调度算法  35-39
    3.2.1 算法分析  35
    3.2.2 算法的设计  35-37
    3.2.3 搜索算法的举例  37-39
  3.3 单件生产调度问题的求解  39-41
    3.3.1 工件优先值的确定  39-40
    3.3.2 工序序列的确定  40-41
    3.3.3 时间计算  41
  3.4 调度实例  41-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章单件生产模式的车间调度系统建模  45-59
  4.1 单件生产模式调度系统的介绍  45-50
    4.1.1 车间调度方案的分析  45-46
    4.1.2 系统的需求分析  46-48
    4.1.3 基于规则的调度方法  48-50
  4.2 单件生产模式的车间调度系统的建模  50-57
    4.2.1 系统数据要求  50
    4.2.2 车间调度系统的设计  50-54
    4.2.3 系统的静态建模和动态建模  54-57
  4.3 车间调度系统的功能  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章单件生产调度系统实现及其集成技术  59-75
  5.1 系统的开发  59-60
    5.1.1 系统的开发环境  59
    5.1.2 系统的开发工具  59-60
  5.2 系统的实现  60-65
    5.2.1 用户的管理  60-61
    5.2.2 设备信息查询  61-62
    5.2.3 输入调度作业  62-63
    5.2.4 订单的插入  63-64
    5.2.5 调度的算法模块  64-65
  5.3 系统的实际应用  65-67
  5.4 车间生产调度系统的总体研究  67-70
    5.4.1 MES在信息化系统中的定位  68-69
    5.4.2 面向车间调度MES的功能模块  69-70
  5.5 MES系统的集成  70-73
    5.5.1 MES在信息集成系统中的地位  70-71
    5.5.2 可集成的MES技术体系  71-72
    5.5.3 基于OPC的MES信息集成框架  72
    5.5.4 异构数据集成技术  72-73
  5.6 本章小结  73-75
第6章结论与展望  75-77
  6.1 结论  75-76
  6.2 进一步工作的方向  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
攻读学位期间的研究成果  81

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