基于遺傳算法的電容器智能制造系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、在“中國制造2025”的發(fā)展戰(zhàn)略背景下，我國制造業(yè)正面臨新一輪的轉(zhuǎn)型升級。智能制造借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)正在快速發(fā)展，智能制造系統(tǒng)的應用更是為實現(xiàn)智能工廠奠定了堅實的基礎(chǔ)。實現(xiàn)信息化與工業(yè)化的深度融合將推動我國制造業(yè)更上一個臺階。在企業(yè)信息化管理系統(tǒng)體系中，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）占據(jù)著關(guān)鍵位置。本文總結(jié)分析了電容器制造行業(yè)的信息化發(fā)展現(xiàn)狀及生產(chǎn)特點，對制造系統(tǒng)模型進行了研究分析。以電容器制造過程中的卷材切割

2、最優(yōu)化問題、生產(chǎn)調(diào)度問題和系統(tǒng)實現(xiàn)作為研究重點，針對這些關(guān)鍵問題和相關(guān)技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)分析了智能制造和MES研究現(xiàn)狀，分析了制造系統(tǒng)體系模型，總結(jié)了MES功能體系三層模型及各層之間的信息交互，對生產(chǎn)管理模型和生產(chǎn)調(diào)度模型進行了深入研究，對基礎(chǔ)靜態(tài)信息定義區(qū)域、生產(chǎn)調(diào)度指令下達區(qū)域和生產(chǎn)績效統(tǒng)計反饋區(qū)域做了詳細的闡述，解釋了生產(chǎn)調(diào)度中各信息流在模塊間的傳遞，并對ME S功能需求和性能需求進行了

3、分析。
　　(2)針對電容器制造過程中整卷原材料切割方案優(yōu)化問題進行抽象，建立了數(shù)學模型，模型考慮了實際生產(chǎn)過程中原材料規(guī)格不統(tǒng)一和裁切目標多樣化的特點，設計了多目標評價函數(shù)和約束條件。通過改進的基于偏好的遺傳算法對該實際問題進行理論推導，最終通過實例數(shù)據(jù)進行仿真試驗，仿真結(jié)果驗證了改進算法的有效性和穩(wěn)定性。
　　(3)結(jié)合電容器實際生產(chǎn)車間的特點，總結(jié)分析了電容器多工序生產(chǎn)流程，多個工序都存在并行機的特點，建立了電容器生產(chǎn)

4、車間調(diào)度模型。該模型屬于典型流水車間調(diào)度模型?？紤]到電容器實際生產(chǎn)過程中，由于讓同一臺機器生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品是需要通過調(diào)整機器設備硬件結(jié)構(gòu)和軟件運行參數(shù)，這會使生產(chǎn)調(diào)度中除了生產(chǎn)時間外還需考慮換批次時的改機時間，所以建模時已經(jīng)把改機時間影響因素考慮到調(diào)度模型中。研究分析了流水車間調(diào)度求解的思路，采用遺傳算法對該模型進行求解。由于傳統(tǒng)遺傳算法在收斂速度和全局搜索能力都存在一些缺陷，本文利用改進的自適應遺傳算法，讓選擇概率和交叉概率隨種群進