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现代制造企业的敏捷化制造模式,以其面向订单组织生产的特征,能够适应当前快速多变的市场需求。而在这样的组织模式下,灵活的生产单元重构机制、动态的生产计划和作业调度技术,成为实现快速优化配置企业资源、提高生产效率的重要问题。 企业敏捷化机制使企业车间的生产任务由面向计划的模式转变为面向订单的模式,导致车间生产计划调度问题的动态性大大增加,订单任务频繁变化、紧急订单任务的出现概率增加等。而传统的车间生产调度技术无法对这些动态变化做出及时有效的响应。ERP系统及现有调度技术通常假定车间的生产资源无限,不考虑实际生产过程中可能出现的瓶颈资源和资源变动情况,难以实现资源的动态负载平衡。因此传统的生产调度方法和调度系统不能适应车间敏捷化的要求。因此,研究适应现代敏捷化企业车间需要的生产作业调度技术有现实的理论意义和实用价值。 本文在对敏捷化车间调度作业流程和调度功能需求进行深入分析的基础上,研究提出了适用于典型车间动态生产作业调度的智能算法模型,可以解决并行多机(PMSP)生产类型和作业车间(JSSP)生产类型的最优生产调度问题。文中采用组件和图形仿真技术,实现了车间智能调度仿真系统,用于验证调度结果,并可用于人工调整调度方案。计算实验和调度仿真表明本文提出的算法模型计算效率较高,能够适应企业需要。论文摘要 本文研究工作主要包括: (l)根据敏捷化车间的生产管理和作业规划模式,对与之相适应的调度技 术的进行了深入研究,明确了智能优化调度在敏捷化车间作业规划管理系统中 的地位和作用,提出了建立车间智能调度仿真系统的思路,分析了该系统的功 能需求,明确指出该系统必须满足的两个核心功能:有限资源调度功能和实时 动态调度功能。文中建立了系统的工作模式,设计了系统的功能模型和软件体 系结构。 (2)对两种典型车间的调度问题的数学模型:并行多机调度(P MSP)和 作业车间调度(JsSP),进行了有限资源和实时动态化改造,依据该数学模型 设计了多种解决该类调度问题的智能优化算法。针对作业车间调度问题,本文 设计了基于关键路技术的混合智能优化算法;针对并行多机调度问题,设计了 用于产生预调度方案的近似算法和用于大规模优化的遗传算法,提出了禁忌搜 索算法的改进策略并付诸实践。 (3)针对敏捷化车间必须面对的随机动态生产任务,本文采用了基于事件 驱动的重调度策略及任务窗口策略建立了动态调度算法模型。 (4)本文采用组件技术实现了智能调度系统原型。对调度问题实例的计算 实验证实了该系统能够对调度问题取得较好的优化结果。应用图形仿真技术在,智能调度系统中实现了调度仿真功能,该功能可直观验证调度方案的可行性, 评判其性能优劣,允许调度员介入调度过程并调整调度结果,实现了人机交互。