基于云制造的單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、為滿足用戶多樣性和個(gè)性化的需求，單件定制生產(chǎn)逐漸成為企業(yè)的主要生產(chǎn)模式之一。由于單件定制產(chǎn)品工藝的多樣性、復(fù)雜性，生產(chǎn)環(huán)境的隨機(jī)性、動(dòng)態(tài)性，生產(chǎn)周期的難控性，以及交貨期、產(chǎn)品質(zhì)量等的高標(biāo)準(zhǔn)性等，增加了企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度的復(fù)雜性，增大了控制生產(chǎn)系統(tǒng)負(fù)荷的難度，導(dǎo)致制造資源利用率較低、對(duì)生產(chǎn)擾動(dòng)無(wú)法及時(shí)響應(yīng)等問(wèn)題。為此，在單件定制生產(chǎn)下提高制造資源配置與調(diào)度效率成為亟待解決的問(wèn)題。
　　云制造融合了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算和智能科學(xué)等技術(shù)

2、，可集中、統(tǒng)一、智能化地管理及調(diào)度制造資源和制造能力，可有效提高資源配置與調(diào)度效率?！胺稚①Y源集中管理、集中管理資源分散服務(wù)”是云制造的典型特點(diǎn)。用戶可通過(guò)云制造服務(wù)平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取所需的制造資源及其全生命周期服務(wù)。為此，論文探索基于云制造平臺(tái)構(gòu)建單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度管理模型的方法，并通過(guò)若干關(guān)鍵技術(shù)研究，建立了一套智能調(diào)度方案，以滿足單件定制生產(chǎn)環(huán)境下的制造資源配置與調(diào)度需求。論文的主要研究?jī)?nèi)容與成果如下：
　?、俳o出了基于云制造的

3、單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度問(wèn)題，界定了智能調(diào)度的概念域，探析其運(yùn)行機(jī)理，構(gòu)建了相應(yīng)管理模型，從過(guò)程管理的角度系統(tǒng)呈現(xiàn)智能調(diào)度的全貌。
　?、谘芯苛嗽品?wù)儲(chǔ)存管理模型及多工藝路線智能獲取，解決云服務(wù)的組織和獲取問(wèn)題。基于粒計(jì)算構(gòu)建了加工方案超網(wǎng)絡(luò)模型，為單件定制生產(chǎn)智能調(diào)度所需的分布式資源提供分類(lèi)化的云制造平臺(tái)資源池；為快速獲取所需資源，制定了加工特征語(yǔ)義匹配策略，并考慮云制造模式下的分布式資源特征，構(gòu)建了基于云制造平臺(tái)的工藝路線方案優(yōu)選

4、數(shù)學(xué)模型，同時(shí)引入改進(jìn)群領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)化算法求解模型。
　　③研究了最優(yōu)工藝路線和調(diào)度集成方案獲取，解決云制造平臺(tái)上調(diào)度方案高效獲取問(wèn)題?；谝勋@得的多工藝路線，綜合量子演化算法、群領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)化算法和混沌映射的各自優(yōu)點(diǎn)，提出了混沌量子群領(lǐng)導(dǎo)算法，求解出具有集成性的最優(yōu)工藝路線和調(diào)度方案，減少了工藝規(guī)劃方案與調(diào)度方案在執(zhí)行過(guò)程中的沖突。
　?、苎芯苛嘶谠浦圃炱脚_(tái)的干擾管理策略，解決單件定制生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程中的新訂單插單和設(shè)備故障擾動(dòng)問(wèn)題。對(duì)

5、于新訂單插單問(wèn)題，依托于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，產(chǎn)品在使用過(guò)程中的運(yùn)行狀況可被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，替換零部件的下單時(shí)間也可提前獲知。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)云制造平臺(tái)獲取外協(xié)資源，實(shí)時(shí)調(diào)整調(diào)度方案，以減少新訂單插單擾動(dòng)情況下初始調(diào)度方案的目標(biāo)偏差、降低擾動(dòng)成本。對(duì)于設(shè)備故障問(wèn)題，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能設(shè)備間通訊的特性，構(gòu)建任務(wù)加工路徑地圖模型和設(shè)備故障擾動(dòng)情況下的自組織調(diào)度策略，并以客戶滿意度和最小延期為目標(biāo)，制定設(shè)備自組織單元與任務(wù)自組織單元相互選擇的標(biāo)準(zhǔn)。

6、>　　通過(guò)研究，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程中產(chǎn)品生產(chǎn)所需的制造資源在云制造平臺(tái)上聚類(lèi)與儲(chǔ)存模型的構(gòu)建，有效地集中組織并管理所需云服務(wù)，為云制造環(huán)境下的資源獲取提供基礎(chǔ)；提出了基于云制造平臺(tái)的零件多工藝路線智能獲取方法，提升了資源獲取效率；改善了多工藝路線條件下調(diào)度方案生成的效果；制定了基于云制造平臺(tái)的干擾管理策略，降低了生產(chǎn)擾動(dòng)的影響。論文的研究?jī)?nèi)容及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)通過(guò)實(shí)例得到了驗(yàn)證，對(duì)單件定制生產(chǎn)調(diào)度相關(guān)研究具有重要借鑒意義，為云制造的應(yīng)用領(lǐng)域