面向設(shè)備布局和作業(yè)調(diào)度的車間虛擬制造關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、虛擬制造的概念最早由美國學(xué)者在20世紀(jì)90年代初提出,它一問世便成為現(xiàn)代創(chuàng)新制造技術(shù)的代表.近十幾年來,隨著計算機建模與仿真技術(shù)飛速發(fā)展,虛擬制造技術(shù)的研究取得了長足的進(jìn)步.制造車間是制造企業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),是企業(yè)管理與生產(chǎn)執(zhí)行的結(jié)合部位,它在整個制造系統(tǒng)中起到承上啟下的作用.因此,車間生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的有效控制,對提高企業(yè)競爭力非常重要.而車間設(shè)備布局與作業(yè)調(diào)度的優(yōu)化控制對控制企業(yè)生產(chǎn)成本和縮短產(chǎn)品上市時間有著極其重要的作用,并且

2、二者相輔相成.因此,本文將虛擬制造先進(jìn)理念運用于制造車間,引入虛擬現(xiàn)實和優(yōu)化技術(shù),開展面向車間設(shè)備布局和作業(yè)調(diào)度的虛擬制造關(guān)鍵技術(shù)研究,旨在改進(jìn)傳統(tǒng)車間管理和控制水平.本文的研究工作主要包括以下五個部分:①研究制造企業(yè)虛擬制造的特點,提出分層的虛擬制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并根據(jù)車間制造系統(tǒng)的特點,建立了車間級虛擬制造的框架模型;②遵循最小物流費用原則,采用布局的塊樹表達(dá)方式,對車間設(shè)備布局進(jìn)行了遺傳算法優(yōu)化設(shè)計,并按照優(yōu)化結(jié)果生成車間的虛擬場景,

3、計算結(jié)果表明了算法的有效性;③考慮到車間物流費用和車間面積雙目標(biāo)優(yōu)化問題,提出了車間設(shè)備布局的多目標(biāo)優(yōu)化方法,仿真結(jié)果表明算法取得了良好的效果;④將腦模型聯(lián)接控制器與遺傳算法相結(jié)合,提出了一種全新的車間布局多目標(biāo)優(yōu)化方法,該方法具有自學(xué)習(xí),自適應(yīng)的特點,并運用算例驗證;⑤研究機床-工人雙資源、時間-成本雙目標(biāo)的車間作業(yè)調(diào)度問題,提出了啟發(fā)式規(guī)則、模糊優(yōu)選技術(shù)與遺傳算法相結(jié)合的調(diào)度算法,算例驗證了啟發(fā)式規(guī)則和模糊優(yōu)選技術(shù)的引入提高了遺傳算