MES框架下的造紙企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度及質(zhì)量控制研究.pdf

1、目前，對于流程工業(yè)，當(dāng)前信息化的發(fā)展趨勢是采用以CIPS(ComputerIntegratedProcessSystem)為代表的流程工業(yè)綜合自動化技術(shù)，其基本體系為ERP/MES/PCS的三層結(jié)構(gòu)。ERP(EnterpriseResourcePlanning)層強(qiáng)調(diào)企業(yè)的計(jì)劃性，MES(ManufacturingExecutionSystems)層強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的執(zhí)行，PCS(ProcessControlSystem)層則強(qiáng)調(diào)設(shè)備的控制。

2、 MES層通過信息傳遞，對從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠里有實(shí)時事件發(fā)生時，MES能及時作出反應(yīng)、報(bào)告。并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使得MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程。從而使其能夠提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能。又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。其中，生產(chǎn)調(diào)度和質(zhì)量控制是它的兩個重要環(huán)節(jié)。 生產(chǎn)調(diào)度是連接生產(chǎn)經(jīng)營管理和生產(chǎn)過程控制的

3、紐帶。一方面要為企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略決策層提供決策依據(jù)，一方面向控制層安排生產(chǎn)加工任務(wù)，指導(dǎo)監(jiān)督控制層的運(yùn)作。而質(zhì)量則是企業(yè)產(chǎn)品制造過程中第一個要關(guān)注的因素，其次是產(chǎn)量和成本。提高質(zhì)量意識首先需要強(qiáng)調(diào)全員參與的意識。無論怎樣的質(zhì)量管理模式，最終目的是提高企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的適時控制能力，盡可能將缺陷消除在萌芽階段，從而降低不合格品率。 因此，開展造紙企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度和質(zhì)量控制領(lǐng)域的研究是非常必要的，這些研究對社會也將具有重要的理論和實(shí)際意義。

4、 本文針對造紙企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度中的排產(chǎn)模型和調(diào)度算法以及質(zhì)量優(yōu)化等問題進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容包括： (1)對造紙企業(yè)調(diào)度問題進(jìn)行了一定的探討，提出了一種造紙生產(chǎn)調(diào)度問題的多視圖描述方法，它通過功能視圖、組織視圖、過程視圖、信息視圖和人與資源視圖來描述造紙企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度。 (2)提出了一種造紙企業(yè)的優(yōu)化排產(chǎn)模型，將激勵制度和工人的心理因素等應(yīng)用到多目標(biāo)造紙企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度問題中，并針對傳統(tǒng)方法中權(quán)值分配不合理會導(dǎo)致某個目標(biāo)

5、下非支配解遺失的問題，采用了均值自適應(yīng)法求解方法，使遺傳算法中權(quán)值系數(shù)的設(shè)置得到了很大程度的改善，一定程度上提高了多目標(biāo)下遺傳算法的優(yōu)化性能，并對交叉和變異策略進(jìn)行了改進(jìn)即采用輪盤賭和精英選擇策略保留了優(yōu)良的個體，有效的減緩了遺傳算法搜索尋優(yōu)過程中種群收斂于單一個體的趨勢，并在算法執(zhí)行過程中體現(xiàn)了交叉和變異并行的思想，更有利于優(yōu)良模式的遺傳和生成。最后，進(jìn)行了仿真研究和算法比較。結(jié)果表明：該算法以較高的概率、較快的收斂速度收斂于全局最優(yōu)

6、解。 (3)為提高造紙企業(yè)的質(zhì)量、減小工人的心理壓力，避免不確定因素對企業(yè)和人工工作效率的影響，提出了打漿度的在線檢測及優(yōu)化控制以及水分、定量的控制策略研究。采用FBP算法對打漿度的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而可在很少步數(shù)下達(dá)到精度要求，收斂特性、收斂速度及系統(tǒng)的泛化特性都得到了改善。最后提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)解耦方法，成功地將造紙過程的多變量系統(tǒng)變成了單變量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了定量、水分之間的解耦。同時由于造紙生產(chǎn)過程中存在較大滯后，

7、運(yùn)用增益自適應(yīng)補(bǔ)償控制方案，有效地克服了滯后對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制質(zhì)量的影響。 (4)采用西門子公司的MES軟件SIMATICIT，建立了造紙企業(yè)的生產(chǎn)模型，實(shí)現(xiàn)了基于SIMATICIT下的造紙企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度，真正實(shí)現(xiàn)了上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)ERP和下層控制系統(tǒng)PCS的信息溝通。 最后，在總結(jié)本論文研究情況的基礎(chǔ)上，提出了造紙企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度中需要進(jìn)一步探索和研究的若干問題。如：(1)由于造紙企業(yè)生產(chǎn)過程存在大量的不確定因素，往往會導(dǎo)致