交互反應(yīng)式模具車間調(diào)度系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)調(diào)度居于制造企業(yè)生產(chǎn)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(shù)和資金上的困難無法采用智能車間調(diào)度系統(tǒng)而采用人工進行排產(chǎn)，那么人工編排生產(chǎn)調(diào)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(diào)度無法快速反應(yīng)，必然會直接導(dǎo)致了生產(chǎn)拖期嚴重。另一方面，如果企業(yè)采用生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，則由于目前的智能調(diào)度系統(tǒng)并不能真實反映實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的中不確定性；而

2、現(xiàn)實生產(chǎn)中的不可預(yù)測擾動經(jīng)常導(dǎo)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(yù)測的事件導(dǎo)致原來的所謂的調(diào)度計劃出現(xiàn)擾動紊亂時，車間工程師如何可以對對調(diào)度計劃進行快速反應(yīng)并快速進行局部修改調(diào)，以保證生產(chǎn)可以順利地繼續(xù)進行下去。交互反應(yīng)式調(diào)度的主要優(yōu)點是：在交互反應(yīng)排產(chǎn)之前，通過智能算法（如GA

3、等）得到最優(yōu)調(diào)度計劃；一旦最優(yōu)排產(chǎn)計劃出現(xiàn)紊亂和擾動時，可通過交互反應(yīng)，進行快速修復(fù)，使得調(diào)度方案能夠快速適應(yīng)“變化的腳步”。 本文的課題來源于國家自然科學(xué)基金項目（50475047）。本文針對車間調(diào)度問題進行了較為深入的研究，主要的研究工作和學(xué)術(shù)貢獻是： 1.針對現(xiàn)有的文獻，綜述了車間調(diào)度問題的研究的主要歷程及方法，分析了車間調(diào)度研究目前的現(xiàn)狀、問題以及存在的主要實質(zhì)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(chǎn)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(yīng)式的集成解決方案。從工藝規(guī)劃開始時，調(diào)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(shè)備上加工成本和已經(jīng)規(guī)劃好的工件在設(shè)備上的加工累積時間，從中憑經(jīng)驗知識決定工件的某道工序在某一設(shè)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(yīng)式的調(diào)度方法通過對系

5、統(tǒng)做出局部的最小的調(diào)整以對不可預(yù)知的擾動做出反應(yīng)，從而提高了系統(tǒng)對實際生產(chǎn)的擾動的敏捷性，更加適合中小型模具企業(yè)。 3.構(gòu)建了智能自動調(diào)度算法，包括各種調(diào)度規(guī)則，如WSPT（加權(quán)最短時間）、SPT（最短過程時間）、LPT（最長過程時間）、CR（關(guān)鍵比例）和遺傳算法。根據(jù)實際生產(chǎn)環(huán)境選擇不同的算法。闡述了交互反應(yīng)式調(diào)度方法的具體步驟。交互反應(yīng)的調(diào)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(shè)備，自動調(diào)度算法根據(jù)初期輸入的數(shù)據(jù)的得