医疗器械制造企业柔性作业车间分批调度研究

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近年来,制造业的快速发展以及信息化技术日渐普及,给传统制造行业带来巨大挑战与新的机遇。我国医疗器械生产企业正处在转型升级的关键时期。随着我国经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,以及在政府对医疗器械生产企业的政策支持下,医疗器械行业产业发展迅速。但是,我国医疗器械制造企业中仍然存在生产力失衡、资源利用率低等问题。本文以医疗器械制造企业为对象,对医疗器械制造企业柔性作业车间分批调度问题开展研究。通过制造资源的优化配置和合理批次划分,实现批次数量与最大制造时间的协同优化,从而通过合理的分批方案,减少制造时间,提高资源利用能力。本文的主要研究内容包括:(1)从国内外的医疗器械制造行业现状出发,阐述本文的研究目的及意义,根据对柔性作业车间调度问题、分批调度问题析取图及候鸟算法等的研究与应用现状分析,提出本文的理论研究方法。(2)结合医疗器械制造企业生产调度的实际需求,从车间划分、任务下发、生产执行三个层面,分析医疗器械制造企业生产情况和生产调度中存在的问题,从而确定了本文的具体研究内容。(3)针对柔性机加工车间的生产情况,建立以最小化批次数目和最小化最大完成时间为目标的多目标柔性作业车间分批调度问题以及析取图模型。以候鸟算法为基础,提出分批优化策略和设计邻域结构,用于优化该问题的求解。通过测试算例进行数值模拟,验证了该方法的可行性和优越性。(4)针对柔性机加工车间的生产特性,在批次数目与最大完成时间协同优化的基础上,考虑分层耦合约束。由于问题复杂度增高,本文在改进候鸟算法的基础上,提出多智能体并行优化算法,采用资源代理提高了计算效率,并增加了多种群交流策略,从而提高算法性能。实验结果表明该方法的有效性。(5)在理论分析的基础上,设计并开发了面向医疗器械制造企业的高级计划排程系统,根据实际应用需求重点对系统功能和开发方法进行了研究,并对本文提出的算法进行了应用实例验证,为进一步的应用研究奠定了基础。
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