液压油缸柔性制造车间动态综合调度方法及应用研究

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智能制造是制造业高质量发展的重要抓手,它的核心是通过制造现场生产资源的优化配置,从而提升企业对内部和外部变化的快速响应能力。生产调度技术则是生产资源优化配置的重要技术之一,它将有效地配置各种生产资源,达到缩短生产周期、提高设备运行效率和降低成本的目的。液压油缸的生产属于典型的多品种、小批量的柔性生产方式,覆盖零件加工和产品装配的全部环节。对其从零件加工和装配进行生产资源的综合优化调度是该类企业亟待解决的核心问题之一,对该类企业的高质量发展具有重要的作用。本文在静态生产环境下对于综合调度求解算法开展研究,延伸到动态生产环境下扰动事件的归类,评估模型的建立以及动态调度框架的设计,并在此框架下开展不同扰动实例的动态综合调度研究。主要研究内容如下:首先,分析了液压油缸生产环境下的扰动因素。对一般生产环境中存在的扰动因素进行研究,从中归纳出扰动因素造成的扰动事件表,表中包含事件分类、来源、成因及处理思路;并以此为共性模板,针对液压油缸生产环境下的特殊扰动因素进行具体分析,归纳出对应的扰动事件表,并建立扰动事件影响评估模型。其次,根据综合调度研究的必要性以及当前综合调度求解方法存在的不足,针对静态多目标柔性综合调度问题,建立了一种多目标柔性综合调度模型,引入动态工序关系矩阵表的概念,提出了一种自适应NSGA-II改进算法求解静态综合调度问题,并基于AHP-FE方法求解Pareto最优解,生成最优调度方案。再次,在静态综合调度研究的基础上,开展了多扰动场景下的动态综合调度研究。通过动态滚动调度技术及扰动事件的影响评估研究,设计了柔性液压油缸动态制造车间综合调度框架;以此框架分别处理多扰动事件触发的重调度问题,运用自适应NSGA-II算法对调度窗口的工序集进行重调度优化。最后,结合液压油缸柔性制造车间生产实际,基于课题组所研究的可配置MES进行二次设计并开发了液压油缸柔性制造车间调度管理系统,并在合作企业进行试应用,取得了良好的使用效果。
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