模具協(xié)同制造執(zhí)行系統(tǒng)中的工序調(diào)度研究.pdf

1、模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，模具制造業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上代表國(guó)家制造業(yè)的水平。協(xié)同制造作為一種先進(jìn)的制造理念，能夠?qū)⒛＞咧圃炱髽I(yè)的相關(guān)企業(yè)和單元整合起來(lái)，構(gòu)成模具擴(kuò)展企業(yè)（EE），協(xié)同完成模具制造業(yè)務(wù)流程，進(jìn)而提高模具制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。本文以注塑模具為研究對(duì)象，結(jié)合注塑模具制造的特點(diǎn)，分析了在模具制造中引入?yún)f(xié)同制造理念的必要性，構(gòu)建了基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）的

2、模具協(xié)同制造執(zhí)行系統(tǒng)（c-MES）框架，研究了該框架下的模具制造工序調(diào)度相關(guān)問題。
　　模具擴(kuò)展企業(yè)具有地域分散、合作緊密、信息交流頻繁等特點(diǎn)，需要有一個(gè)基于Web、協(xié)同高效、智能可靠的制造管理系統(tǒng)。提出了基于SOA的模具 c-MES模型。作為分布式集成模式，SOA具有松耦合、可重用、粗粒度、平臺(tái)無(wú)關(guān)性等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足模具擴(kuò)展企業(yè)信息集成的需要。分析了Web服務(wù)的技術(shù)特點(diǎn)，討論了 Web服務(wù)對(duì)實(shí)現(xiàn) SOA理念的必要性和可行性。對(duì)模

3、具 c-MES模型各服務(wù)模塊的功能給出了詳細(xì)的描述，研究了各服務(wù)模塊間的交互調(diào)用機(jī)制。該模型的應(yīng)用能夠?yàn)槟＞邤U(kuò)展企業(yè)中各企業(yè)帶來(lái)更大的績(jī)效提升。
　　在模具制造過程中合理地對(duì)模具工序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，對(duì)提高生產(chǎn)效率、縮短制造周期具有重要的意義。模具制造工序之間大量存在的各種約束關(guān)系，可歸納為先后順次序約束和組合約束。本文給出了基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的工序約束的描述方法。一套模具的不同工件、一個(gè)工件的不同工序的制造都可能在擴(kuò)展企業(yè)內(nèi)的不同企業(yè)間

4、進(jìn)行，此時(shí)的調(diào)度必須考慮企業(yè)間的工件運(yùn)輸時(shí)間。本文建立了模具擴(kuò)展企業(yè)間的運(yùn)輸時(shí)間參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為依據(jù)，在染色體解碼時(shí)計(jì)算相應(yīng)工序的作業(yè)時(shí)間參數(shù)。
　　遺傳算法是一種通用的進(jìn)化算法，論文將結(jié)合模具制造的特點(diǎn)，將遺傳算法與啟發(fā)式算法相結(jié)合，對(duì)模具工序調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。對(duì)基于工序的編碼和基于工件的編碼設(shè)計(jì)了相應(yīng)的種群初始化、選擇、交叉、變異等遺傳算子，同時(shí)對(duì)算子中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了研究。
　　采用基于工序編碼的遺傳算法進(jìn)行調(diào)度計(jì)

5、算時(shí)，在種群初始化、交叉和變異操作的過程中，不可避免地要生成無(wú)效編碼。因此，在解碼之前，需要對(duì)中間過程生成的編碼的工序約束進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)調(diào)整，算例的計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了所提出的預(yù)調(diào)整算法的正確性。制定調(diào)度計(jì)劃需要得到有關(guān)制造資源的可利用時(shí)間參數(shù)，為了便于研究，調(diào)度計(jì)劃的數(shù)學(xué)計(jì)算模型需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行理想化處理。傳統(tǒng)的調(diào)度計(jì)算模型通常假設(shè)時(shí)間緩沖區(qū)是連續(xù)的并且長(zhǎng)度為無(wú)限長(zhǎng)。然而，過于理想的計(jì)算模型使調(diào)度算法的結(jié)果并不符合模具的生產(chǎn)實(shí)際。本文針對(duì)模