【摘 要】
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航空标准件企业的热处理调度问题属于一类批调度问题,即工件成批生产且可以同时在批处理机上进行加工。在航空标准件的生产过程中,热处理工序的加工时间较长,包含不相容工件族和工件尺寸的限制,且受到上游工序排产的影响大,从而导致热处理工序在整个生产过程中设备利用率和能耗最高,被视为生产过程中的瓶颈工序,极大地限制了企业的生产能力。如何对热处理工序实施有效的调度策略,以提高热处理产能,缩短生产周期,降低热处理
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航空标准件企业的热处理调度问题属于一类批调度问题,即工件成批生产且可以同时在批处理机上进行加工。在航空标准件的生产过程中,热处理工序的加工时间较长,包含不相容工件族和工件尺寸的限制,且受到上游工序排产的影响大,从而导致热处理工序在整个生产过程中设备利用率和能耗最高,被视为生产过程中的瓶颈工序,极大地限制了企业的生产能力。如何对热处理工序实施有效的调度策略,以提高热处理产能,缩短生产周期,降低热处理无效能耗从而实现对企业生产过程的有效管控成为目前航空标准件企业亟待解决的问题。因此,研究航空标准件的批调度问题对于提高企业资源利用率、降低生产成本、提升生产管理水平具有重要的理论价值和实际意义。本文以航空标准件企业的批调度问题为研究对象,在详细综述批调度问题和相应算法的研究基础上,主要完成的工作如下:1)研究了包含不相容工件族、差异到达时间及工件尺寸的平行机批调度问题,优化目标为最小化最大完工时间。首先建立针对该问题的数学模型,并给出问题的下界。通过分析到达时间和尺寸约束对调度问题的影响,引入空闲空间概念,提出了一种基于蚁群系统算法的元启发式算法和一种启发式算法对分批问题进行了求解。最后通过算例测试以及与其他算法的对比分析,验证了两种算法的有效性。2)研究了包含不相容工件族及差异工件尺寸的两阶段作业车间批调度问题,优化目标为最小化最大完工时间。首先建立针对该问题的数学模型,并给出问题的下界。针对该问题的分批特性,设计了FGB(First Group Batch)调度框架,并结合蚁群算法和启发式算法对分批问题进行了求解。最后通过算例测试以及与其他算法的对比分析,验证了算法的有效性。3)以某航空标准件制造企业为背景,针对航空标准件企业的批调度问题,设计了包含多种求解算法的车间调度系统,并结合企业的实际数据,验证了车间调度系统的有效性。本文的研究从平行机批调度问题拓展到混合车间的批调度问题,研究内容相互联系逐步递进,将批调度问题的研究在航空标准件企业进行了实际的推广应用。
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