多品種混合涂裝計劃排程優(yōu)化與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、市場競爭的持續(xù)加劇與環(huán)境污染的日趨惡化，對生產(chǎn)過程的能效水平提出了更高的要求。尤其是多品種小批量的個性化生產(chǎn)模式，進一步提高了能耗控制問題的復雜性。汽車零部件的涂裝生產(chǎn)過程會伴隨著大量的能量消耗，它已經(jīng)成為制造業(yè)節(jié)能降耗的重要研究方向。因此，本文以汽車涂裝為例，研究大規(guī)模定制生產(chǎn)模式下的涂裝計劃優(yōu)化排程方法，設(shè)計開發(fā)了多品種混合涂裝計劃排程優(yōu)化與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，并通過在線監(jiān)測獲得工藝參數(shù)與能耗數(shù)據(jù)，為提高汽車涂裝生產(chǎn)質(zhì)量與能效水平提供

2、了有力保障。
　　本文分析了涂裝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生無效能耗的原因，通過優(yōu)化生產(chǎn)訂單的排產(chǎn)序列來降低涂裝過程產(chǎn)生的無效能耗。首先以混合品種產(chǎn)品集的無效能耗最低、涂裝生產(chǎn)時間最短與涂裝成本最小為目標，建立了涂裝線多目標優(yōu)化模型。然后基于多目標非支配快速排序遺傳算法與改進粒子群算法對多目標優(yōu)化模型分別進行了優(yōu)化求解。在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上，通過快速簡易的前向比較操作對染色體種群進行非支配前沿等級的劃分，克服傳統(tǒng)排序方式分層速度過慢的缺點;然

3、后采用小生境技術(shù)中的擁擠距離對同一非支配層的染色體進行排序，保持種群多樣性;最后將求得的Pareto解集通過層次分析法選出最優(yōu)排產(chǎn)序列。同時對比兩種算法的求解結(jié)果與求解效率，最終將改進的遺傳算法應(yīng)用于多品種混合涂裝計劃排程優(yōu)化與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)中的排程優(yōu)化模塊。
　　利用C＃開發(fā)語言、MATLAB與SQL Server數(shù)據(jù)庫，開發(fā)實現(xiàn)了多品種混合涂裝計劃排程優(yōu)化與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要功能包括系統(tǒng)管理、計劃排程、報表查看、能耗統(tǒng)計

4、、質(zhì)量分析、實時監(jiān)控六大功能模塊。系統(tǒng)管理實現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入以及人員/用戶/角色權(quán)限的定義與設(shè)置;計劃排程是整個系統(tǒng)的核心，依據(jù)給定的訂單內(nèi)容，通過多目標非支配排序遺傳算法，實現(xiàn)了涂裝生產(chǎn)的排產(chǎn)優(yōu)化;報表查看實現(xiàn)了對涂裝生產(chǎn)線各個工序工藝參數(shù)的存儲、查詢與分析;能耗統(tǒng)計實現(xiàn)了對涂裝車間日生產(chǎn)/各工件生產(chǎn)的能耗統(tǒng)計;質(zhì)量分析對各工件漆膜厚度與漆膜光澤度數(shù)據(jù)進行了平均值與方差的計算與分析;實時監(jiān)控實現(xiàn)了對整條涂裝生產(chǎn)線的動態(tài)實時監(jiān)測。通過