面向智能工廠離散型智能制造單元的研究.pdf

1、隨著“大數(shù)據(jù)”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“云制造”、“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”等一系列重大發(fā)展戰(zhàn)略的提出，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)緊密聯(lián)系在一起。網(wǎng)絡訂單規(guī)模呈現(xiàn)出多品種、小批量的特點，為了滿足顧客日益?zhèn)€性化的需求，傳統(tǒng)的大型流水線生產(chǎn)模式正向智能工廠模式轉變。智能工廠倡導清潔制造、綠色制造，如何高效合理地調度智能工廠中的智能機器人完成加工任務是目前國內(nèi)外研究的前沿課題。
　　智能工廠通常由若干離散型智能制造單元組成，通過智能加工機器人、全自

2、動加工島、信息物理融合系統(tǒng)以及中央處理器等模塊，實現(xiàn)了從原材料到成品的智能化制造。本文對于智能工廠離散型智能制造單元展開研究：首先，闡述了智能工廠制造模式和離散型智能制造單元的特征，分析了智能工廠與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式之間的聯(lián)系及區(qū)別，結合傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)調度建模，對離散型智能制造單元機器人調度進行了分析，從最短生產(chǎn)周期和最短路徑規(guī)劃兩個方面做出說明；其次，建立了智能工廠離散型智能制造單元調度模型，考慮了產(chǎn)品種類、產(chǎn)品數(shù)量、機器人加工規(guī)則等因素的

3、約束，以完成加工任務的總能耗最小為優(yōu)化目標；然后，將目標分解為機器人行走能量消耗和加工產(chǎn)品能量消耗兩部分，設計了嵌套模擬退火算法(SA)、嵌套粒子群算法(PSO)和嵌套SA-PSO算法三種求解策略；最后，以德國KUKA公司智能芯片制造單元為例進行研究，根據(jù)產(chǎn)品種類和訂單規(guī)模建立調度模型，分別采用上述三種算法進行求解，通過控制變量法討論參數(shù)設置的影響，對比運行結果，使用SA-PSO算法得出了最佳調度策略，驗證了模型和算法的有效性。