均衡作业下的散货港口卸船设备协同调度研究

针对散货港口卸船设备协同调度问题以及货船舱位作业均衡要求,以卸船最大完工时间最小化、作业成本最小化为目标建立卸船设备协同调度模型,设计多目标遗传算法进行求解,将贪婪策略引入染色体解码过程以提升求解效果。计算结果表明：基于贪婪策略的多目标遗传算法求解得出的作业时间和作业成本均少于传统的多目标遗传算法,能够有效优化人工调度结果,进而验证了算法的实用性。     

运用方法研究提高X型掘进机焊接车间生产率

铲板部与行走部是掘进机运行时磨损严重的部件,其结构复杂,焊接质量要求较高。运用工业工程中的方法研究来详细分析两部件的焊接工艺过程,将程序分析、作业分析和精益生产有效结合,有效地改善了两部件在焊接加工过程中存在的问题,提高了焊接车间的生产率。     

面向云制造的混流混合车间调度问题

为解决云制造环境下混流混合车间的生产调度优化问题,综合考虑混流装配与零部件加工的集成优化以及外协云任务与自制任务的协同调度,建立了以最小化最大完工时间、均衡化零部件生产和最大化零件车间机器利用率为优化指标的多目标车间调度模型。基于零件分批和车间调度的两阶段求解策略,设计了一种两级递阶结构的混合生物地理学优化算法,采用在迁移算子中嵌入差分进化算法的变异策略来提高算法的搜索效率。最后,通过实例验证了模型和算法的有效性。     

准时制生产模式下预制构件订单间调度与订单内调度的联合优化

在预制构件实际生产过程中，通常一个订单中包含多个工件。为满足客户交货期和方便管理，来自同一订单的工件需要连续生产，就需要解决订单间调度与订单内调度的联合优化问题(JOP＿IOSIOS)。该问题是比传统流水线调度问题更为复杂的问题，是典型的NP-hard问题。为解决该问题，通过对工序约束、订单间、订单内约束等的深入分析，基于准时制生产模式，以最小化总提前和拖期惩罚费用为目标建立了混合整数规划模型。鉴于问题的复杂性，基于分解与协同进化框架，提出一种有效的协同进化混合遗传—离散差分进化算法(CoHGA-DDE)。其主要思想是首先构造订单间调度种群和订单内调度种群，然后对两个种群分别采用离散差分进化策略和遗传进化策略，并通过两个种群之间的交互作用来提高各自性能。为验证协同进化框架和CoHGA-DDE的有效性，设计了协同进化遗传算法(CoGA)、协同进化离散差分进化算法(CoDDE)、遗传算法(GA)、离散差分进化算法(DDE)、和迭代贪婪(IG)算法。对不同规模订单进行测试，计算结果显示，与GA,DDE和IG相比，协同进化方法具有更好的求解质量和鲁棒性，而在协同进化方法中，CoHGA-DDE具...     

基于动态资源能力服务的分布式协同调度技术

基于云制造技术中面向服务的思想,针对现有异地分布多车间协同生产计划的关联协调问题,提出并建立一种以云制造思想为指导的基于动态制造资源能力服务化的分布式协同生产调度技术。通过分析多车间协作生产下的制造资源动态服务共享和关联协调的问题,建立基于服务性制造资源的协同生产调度技术总体框架;提出服务性资源的地域和能力相结合的筛选规则,形成面向多车间协同生产的空闲占用和插入调整相结合的作业排产技术;提出资源指定占用下的作业排产处理技术,解决了协同生产环境下特定车间基于制造资源能力局部能力占用的调度排产;针对生产过程中频繁发生的突发事件,提出以降低生产扰动影响范围的时间容忍度技术及基于移动处理方式的动态调度方案调整技术,解决了制造资源服务动态变化下的快速响应处理问题。通过应用实例对以上关键技术进行了验证。     

考虑碳排放的子母穿梭车密集仓储系统复合作业三维路径规划

为提高子母穿梭车密集仓储系统运作效率,对系统的复合作业三维路径规划问题进行研究。为减少复合作业过程中出入库设备的碳排放量,在其复合作业三维路径规划中考虑了碳排放成本因素,在模型中引入温室气体单位税收成本,建立了考虑碳排放成本和设备作业时间的双目标调度优化模型。在求解该数学模型中,设计了混合智能水滴算法。实例研究表明,与智能水滴算法、布谷鸟算法相比,设计的混合智能水滴算法具有更好的全局搜索能力及更快的收敛速度,能够有效地降低复合作业设备的碳排放成本,优化三维空间路径,提高出入库效率。     

多Agent动态调度方法在染色车间调度中的应用

为解决复杂、繁琐的染色车间调度问题,根据印染生产过程的工艺特点和约束条件,建立了染色车间作业调度问题模型。为了提高调度系统对生产环境经常发生变化的自适应能力和全局优化能力,提出了一种基于蚂蚁智能与强化学习相结合的协商策略的多Agent动态调度方法。在该方法中,智能Agent能根据行为的历史反馈和立即反馈来选择相应的行为,也能根据算法的历史奖励来选择相应的智能调度算法,从而把一小部分工序任务的实时局部优化和大部分工序任务的全局优化结合起来。调度实例的求解结果验证了该方法的有效性。     

基于语音识别的天车作业智能辅助系统设计

针对生产管理系统与天车作业之间信息衔接不畅的问题,设计了天车作业智能辅助系统,接收生产管理系统中的天车作业计划,自动生成天车调度作业工单并发送给天车,实时监控天车作业状态,通过图像和声音提示天车司机进行作业,接收天车司机语音指令,在吊运完成后将作业结果反馈给生产管理系统。系统实现了天车作业过程中物流和信息流的顺畅,通过优化调度和对天车司机进行作业指导,提高了车间物料运送效率,降低了能耗,对实现智能制造具有重要促进作用。     

基于Agent和工作流的跨企业协同制造支持系统

通过分析跨企业协同制造业务过程,提出基于Agent的柔性工作流驱动的跨企业协同制造支持平台,其核心是一组自主交互的智能Agent,通过Agent之间的协作实现协同制造任务建模、制造任务动态调度与分配、制造资源管理及制造过程管理等功能。讨论了系统结构设计、关键技术及系统实现,并以航空发动机企业间协同制造为例进行验证。系统表现了较好的模块化特性、柔性和开放性,并可能在敏捷供应链及扩散制造方面获得进一步应用。     

多目标柔性作业车间稳健性动态调度研究

研究了以调度稳定性和鲁棒性为优化目标的柔性作业车间动态调度问题。建立了多目标柔性作业车间动态调度问题模型;针对动态事件特点,采用工件到达发生器和机器故障预维护发生器模拟动态事件,提出了基于周期与事件驱动的混合重调度策略,该策略在每个重调度点对工件进行完全重调度或右移重调度;为克服传统差分算法早熟的缺点,设计了一种改进的多目标差分进化算法求解该调度问题;实例验证了提出策略和算法的有效性。     

用于协调调度的遗传算法的实现

分散网络化制造模式对生产控制与调度提出了新的要求。本文主要讨论了在生产实际问题中利用遗传算法实现具有各制造单元间协调功能的生产计划与调度系统。为了把遗传算法应用到实际生产的协调调度环境中 ,我们提出了自己的编码方式 ,在此基础上实现了针对调度问题的遗传算法。并通过 Agent实现异地调度系统之间的协调通信。这一调度系统适合于分布式、自治的控制场合 ,满足分散网络化控制中各个分布式单元具有智能与自主性的控制特征的要求     

面向配做的柔性生产线调度

配做是精密加工中常用的方法,它增加了调度约束和调度的难度。为解决这一难题,在对各种调度约束标准化的基础上,进行了适于配做的调度操作标准化技术和启发式调度算法的研究,保证了调度解的正确性并实现了调度解的快速生成,在此基础上进行了调度解优化技术和调度评估方法的研究,最终实现了人机协同的调度、评估一体化,为配做生产提供了有效的调度工具。     

中国焊接制造领域学科发展研究

焊接是现代制造业中最为重要的材料成形和加工技术之一,焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义。对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析,提出未来焊接制造领域的发展策略建议。由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料,应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展;我国是世界最大的电子产品制造国,加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径;以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率,我国应加强其在装备制造业中的研究和应用;对焊接热过程的数值模拟,可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据,近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步,应加强应用技术的研究;自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段,应加强其集成应用技术的研究;我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用,这是确保焊接结构可靠服役的重要前提。     

ON INTELLIGENTIZED TECHNOLOGIES FOR MODERN WELDING MANUFACTURING

A short survey on researching and developing status of intelligent technologies in modernwelding manufacturing is given. According to the developing trend of advanced manufacturing tech-nology, a concept on intelligentized welding manufacturing engineering (IWME), is presented forsystematization of researching and developing domains on welding automation, intelligentized welding,robotic and flexible welding and advanced welding manufacturing technologies. And key technologiesof welding intelligent manufacturing and its developing trend in the future are investigated.     

A grid-based scheduling system of manufacturing resources for a virtual enterprise

In this paper, a scheduling system of manufacturing resources for a virtual enterprise is built up based on grid technology. The scheduling system is composed of an exterior grid and an interior grid in the architecture, while the scheduling procedure of manufacturing resources in a virtual enterprise consists of two stages – distributed scheduling and local scheduling. The exterior grid is utilized to implement the distributed scheduling and the interior grid is used to accomplish the local scheduling. This paper illustrates the manufacturing system of a virtual enterprise based on an exterior grid and the manufacturing subsystem of a member enterprise based on an interior grid. Subsequently, the scheduling procedure of manufacturing resources within the virtual enterprise is described for a particular example. Finally, a case of collaborative production of a customized artificial joint (CAJ) in a virtual enterprise is applied to demonstrate the implementation of the scheduling system of manufacturing resources for the virtual enterprise. With grid technology, the efficiency of manufacturing resource scheduling in the virtual enterprise has been improved greatly.     

AGV schedule integrated with production in flexible manufacturing systems

Flexible manufacturing systems (FMS) comprise, automated machine tools, automated material handling, and automated storage and automated retrieval systems (AS/RS) as essential components. Effective sequencing and scheduling of the material handling systems (MHS) can have a major impact on the productivity of the manufacturing system. The material handling cannot be neglected while scheduling the production tasks. It is necessary to take into account the interaction between machines, material handling systems and computer. In this context, this paper attempts to link the operation of automated guided vehicles (AGV) with the production schedule and suggests a heuristic algorithm that employs vehicle dispatching rules (vdr) for conflict resolution. The vdrs considered in this paper are: shortest operation time (SPT), longest operation time (LPT), longest travel time (LTT) and shortest travel time (STT). The performance of the vdrs in the proposed heuristic is compared with makespan criteria. The results show that the STT provides the best solutions compared to other vdrs.     

基于人工势场的车间作业调度应用与研究

为实现柔性制造环境下资源的最大利用率,提高生产效率,降低生产过程的复杂性,引进了人工势场算法来解决车间作业调度问题。建立了以最小化最大完工时间和最大化资源利用率为目标的数学模型。相比其他调度算法,该算法具有计算简单、动态响应性好等优点。通过具体实例,验证了算法和模型的有效性,为解决此类问题提供了一种新的思路。     

生产排程与模型构建研究

生产排程是生产运作管理的基本问题，通过仿真等方法可以编排和优化生产排程，提高及时交货率和设备利用效率。首先分析生产排程的基本概念，生产排程的三个子过程，以及生产排程问题的解决方法。然后讨论了生产排程涉及到的主要因素，并使用面向对象技术分析订单类、设备类、人员类、存储类、工件类等模型构建的主要因素，最后给出了生产排程的UML静态结构图，为设计生产排程软件奠定了基础。     

模块化汽车焊接夹具设计与开发

整车厂时常需要同时开发与制造多个车型的样车,因此汽车焊装夹具需要具有高通用性,以保障开发及制造周期满足项目要求,并且能够减少成本。因此,开发出高通用模块化焊接夹具,以实现快速设计、快速制造的目的。     

制造系统动态监测与调控技术研究

为了提高制造系统的可控性和运行效率，需要及时掌握其运行状态信息，并以此为依据采取相应的措施。通过对车间控制系统现状的研究，提出一种基于智能反馈的制造系统动态监测与调控方法，采用一定的算法高效地监测制造系统的运行状态，并针对出现的不确定性因素进行系统的重组织。最后。通过实例分析了该方法的工作流程。