交互反應式模具車間調度系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、生產計劃與生產調度居于制造企業(yè)生產與運作管理的核心地位。目前中小模具企業(yè)面臨的兩難問題是：一方面，中小企業(yè)由于技術和資金上的困難無法采用智能車間調度系統(tǒng)而采用人工進行排產，那么人工編排生產調度計劃，面對數(shù)量繁多的工序，不僅費時費力，而且無法獲得最優(yōu)解；尤其當車間出現(xiàn)紊亂的情況下，手工調度無法快速反應，必然會直接導致了生產拖期嚴重。另一方面，如果企業(yè)采用生產調度系統(tǒng)，則由于目前的智能調度系統(tǒng)并不能真實反映實際生產中經常出現(xiàn)的中不確定性；而

2、現(xiàn)實生產中的不可預測擾動經常導致智能算法的最優(yōu)解決方案并不能很好執(zhí)行，有的甚至只執(zhí)行了半天就宣告失敗了，即所謂的“計劃趕不上變化”。 針對以上問題，本文的重點研究的是如何在智能算法求得最優(yōu)解的前提下，一旦車間出現(xiàn)不可預測的事件導致原來的所謂的調度計劃出現(xiàn)擾動紊亂時，車間工程師如何可以對對調度計劃進行快速反應并快速進行局部修改調，以保證生產可以順利地繼續(xù)進行下去。交互反應式調度的主要優(yōu)點是：在交互反應排產之前，通過智能算法（如GA

3、等）得到最優(yōu)調度計劃；一旦最優(yōu)排產計劃出現(xiàn)紊亂和擾動時，可通過交互反應，進行快速修復，使得調度方案能夠快速適應“變化的腳步”。 本文的課題來源于國家自然科學基金項目（50475047）。本文針對車間調度問題進行了較為深入的研究，主要的研究工作和學術貢獻是： 1.針對現(xiàn)有的文獻，綜述了車間調度問題的研究的主要歷程及方法，分析了車間調度研究目前的現(xiàn)狀、問題以及存在的主要實質性問題。 2.分析了模具企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)的所

4、處環(huán)境的特點以及實際生產車間存在各種各樣的擾動問題。針對此種現(xiàn)狀，本文采用了一種基于最大前瞻性的交互反應式的集成解決方案。從工藝規(guī)劃開始時，調度員和車間工程師通過系統(tǒng)可視化得知工序在不同的設備上加工成本和已經規(guī)劃好的工件在設備上的加工累積時間，從中憑經驗知識決定工件的某道工序在某一設備上加工，從而避免了系統(tǒng)盲目生成多種可選的工藝路線，從一定程度上減弱了N-Pcomplete問題，減少了“組合爆炸”問題的影響。交互反應式的調度方法通過對系

5、統(tǒng)做出局部的最小的調整以對不可預知的擾動做出反應，從而提高了系統(tǒng)對實際生產的擾動的敏捷性，更加適合中小型模具企業(yè)。 3.構建了智能自動調度算法，包括各種調度規(guī)則，如WSPT（加權最短時間）、SPT（最短過程時間）、LPT（最長過程時間）、CR（關鍵比例）和遺傳算法。根據(jù)實際生產環(huán)境選擇不同的算法。闡述了交互反應式調度方法的具體步驟。交互反應的調度方法首先根據(jù)車間狀況選擇合適的工藝規(guī)劃和加工設備，自動調度算法根據(jù)初期輸入的數(shù)據(jù)的得