基于負(fù)荷控制的模具制造系統(tǒng)生產(chǎn)控制方法研究.pdf

1、模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，其生產(chǎn)水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。然而，我國(guó)模具企業(yè)的產(chǎn)品制造周期普遍較長(zhǎng)，訂單頻繁拖期，極大地影響了行業(yè)和企業(yè)的聲譽(yù)，是制約我國(guó)模具行業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。究其原因，主要是因?yàn)槿狈σ环N適應(yīng)模具制造特點(diǎn)的有效生產(chǎn)控制方法。大部分傳統(tǒng)的生產(chǎn)控制技術(shù)都源于重復(fù)性生產(chǎn)環(huán)境，如MRP、JIT等，理論與實(shí)踐都已經(jīng)證明，它們并不適用于模具企業(yè)。負(fù)荷控制技術(shù)是一種專門為復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下的訂

2、貨型企業(yè)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)控制方法，從其包含的三層控制結(jié)構(gòu)可以得到初步結(jié)論：該技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)負(fù)荷均衡化的可行方法，而在隨機(jī)不確定性非常強(qiáng)的模具生產(chǎn)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)負(fù)荷的均衡化正是保證模具交貨期的關(guān)鍵所在。鑒于此，本文的目標(biāo)是基于負(fù)荷控制技術(shù)設(shè)計(jì)一種適用于模具制造系統(tǒng)的負(fù)荷均衡化控制體系。
　　 由于理論與現(xiàn)實(shí)之間存在差距，負(fù)荷控制技術(shù)在模具企業(yè)的應(yīng)用還極為有限。所以本文將首先對(duì)負(fù)荷控制原理在模具企業(yè)的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估，總結(jié)出理

3、論與現(xiàn)實(shí)存在的真實(shí)差距。然后充分考慮這些差距，建立適用于模具制造系統(tǒng)的多層遞階負(fù)荷均衡化控制結(jié)構(gòu)，并對(duì)每層控制結(jié)構(gòu)中包含的輸入輸出負(fù)荷均衡化控制機(jī)制展開了深入研究，同時(shí)考慮各控制層次之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最后為模具企業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)施負(fù)荷控制決策支持系統(tǒng)。基于上述研究思路，本文的主要研究步驟概括如下：
　　 首先，分別從模具企業(yè)典型運(yùn)作特點(diǎn)角度和負(fù)荷控制技術(shù)內(nèi)在特征角度對(duì)理論與現(xiàn)實(shí)之間的適應(yīng)性進(jìn)行全面評(píng)估。基于上述評(píng)估結(jié)果，建立了一種適用于

4、模具制造系統(tǒng)，包含訂單進(jìn)入、訂單投放、任務(wù)投放和作業(yè)分派四層控制結(jié)構(gòu)的多層遞階負(fù)荷均衡化控制結(jié)構(gòu)，并分析每層結(jié)構(gòu)主要涉及的輸入/輸出負(fù)荷均衡化控制機(jī)制，以及各層之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
　　 其次，考慮模具企業(yè)訂單進(jìn)入過(guò)程的特點(diǎn)，建立適用于模具企業(yè)訂單進(jìn)入層的負(fù)荷均衡化控制決策制定結(jié)構(gòu)，與國(guó)外同類研究相比，它的突出特點(diǎn)是基于隨機(jī)狀態(tài)演化模型考慮模具制造過(guò)程的各種不確定因素。在上述決策制定結(jié)構(gòu)的不同階段，首先需要給出模具訂單重要度的評(píng)定方

5、法，然后建立針對(duì)固定交貨期詢價(jià)單的交貨期可行性驗(yàn)證算法，以及針對(duì)可協(xié)商交貨期詢價(jià)單的交貨期估計(jì)算法，并明確給出上述決策過(guò)程中可用的企業(yè)級(jí)能力調(diào)整措施。
　　 第三，考慮模具訂單投放過(guò)程的特點(diǎn)，研究訂單投放控制策略中的三個(gè)關(guān)鍵決策分量，即基于當(dāng)量工時(shí)的任務(wù)池容量定界，部件綜合負(fù)荷估算以及基于整數(shù)規(guī)劃的部件投放選擇。然后充分考慮模具車間的生產(chǎn)特點(diǎn)，建立可行的任務(wù)投放控制策略，主要包括基于改進(jìn)型不考慮時(shí)間方法的工作中心已有負(fù)荷估算和基

6、于仿真迭代優(yōu)化的車間負(fù)荷定界。最后建立針對(duì)生產(chǎn)部門級(jí)和制造車間級(jí)的負(fù)荷輸出控制方法，其中針對(duì)外協(xié)任務(wù)優(yōu)化選擇模型建立混合遺傳算法，并表明該算法的有效性。
　　 第四，分析負(fù)荷控制環(huán)境下兩類模具車間班組的作業(yè)分派問(wèn)題，并以模具熱處理單元為典型代表，建立其在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的生產(chǎn)控制機(jī)制以及任務(wù)分派優(yōu)化模型，然后構(gòu)造一類基于滾動(dòng)調(diào)度的多目標(biāo)批調(diào)度算法，分析它的時(shí)間復(fù)雜度，并通過(guò)與其它算法的比較分析，說(shuō)明該算法的優(yōu)越性。
　　 最后