基于遗传算法的配作齐停类调度约束处理技术

针对离散作业车间调度中的工序作业非独立以及资源非独占式占用的作业排产需求,提出面向配作及批处理的基于改进遗传算法的配作齐停类调度约束处理技术。通过分析配作、批处理、工艺顺序和设备能力等约束,建立了综合批处理设备的利用率和订单平均延误时间的目标模型。设计了一种综合适应配作和批处理约束的二维染色体编码方式,提出基于遗传算法的配作齐停类调度约束处理流程。结合配作和批处理约束所要求的工序级协调需求,提出一种面向配作约束的加工序列染色体调整机制,以及面向动态分批的合批染色体调整机制,解决了多工序间的加工时间齐停控制问题。最后结合工程实例验证了技术的有效性。     

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。     

基于生物免疫机理的智能调度系统建模与仿真

根据生物免疫系统的基本概念和免疫应答机理，构造了一种融生物免疫机理和专家系统为一体的生产调度模型，提出了基于工序约束的抗体优生方法和基于机床作业序列的抗体编码规则，介绍了基于生物免疫机理的智能生产调度关键算法，给出了作业车间生产调度案例及其多目标动态优化结果，通过生物免疫记忆，激增和抑制机理，基于工序约束的种子抗体优选方法和抗体进化约束性检验专家系统，有效地解决了大规模，多因素，多目标生产调度问题的求解效率和成功率。     

基于离散Jaya算法的线缆生产调度方法

线缆生产调度优化问题广泛存在于电线电缆行业的生产实际中，本质上属于带安装时间和复杂资源约束的柔性作业车间调度问题。针对线缆生产调度优化问题，建立了以最小化最大完工时间为目标的问题数学模型，提出一种离散Jaya算法解决该问题。在Jaya算法框架下，基于单列编码方式和左移解码策略，融入优先工序交叉算子和反向学习搜索策略，引导算法更有效地搜索问题空间，以提升算法性能，从而实现最大完工时间最小化。基于企业生产实际生成的实例集，通过仿真实验与对比分析，表明了所提算法在求解线缆生产调度问题中具备较高的有效性和稳定性。     

一个面向制造业的生产作业计划调度系统

针对制造业中高度复杂及动态的调度管理技术，研究开发了E-proms系统的核心技术，包括工单的分解、操作工序及其约束关系的构造、关键路径的搜索、工时自动安排算法，以及生产过程的实时调度等。     

成批生产计划调度的集成建模与优化

针对多品种批量生产类型,建立了调度约束的生产计划与调度集成优化模型。模型的目标函数是使总调整费用、库存费用及生产费用之和最小,约束函数包括库存平衡约束和生产能力约束,同时考虑了调度约束,即工序顺序约束和工件在单机上的加工能力约束,保证了计划可行性。该模型为两层混合整数规划模型,对其求解综合运用了遗传算法和启发式规则,提出了混合启发式求解算法。最后,针对某机床厂多品种批量生产类型车间进行了实例应用,对车间零件月份作业计划进行分解,得到各工段单元零件周作业计划,确定了零件各周生产批量与投产顺序。     

基于启发式倒排算法的配合加工调度问题研究

实际生产中的配合加工调度问题是生产调度理论研究的一个难点,它既要考虑常规调度标准约束,还要考虑工件与工件之间的配合工序约束.以最短加工时间为目标函数,建立配合加工调度模型,并采用启发式倒排算法对其进行求解.该算法能有效保证工件交货期,最后以一个实例验证算法的有效性.     

基于MES的车间作业调度系统的研究

针对基于MES的车间作业调度问题,提出了基于规则的智能优化调度算法.通过相关约束建立生产调度问题的数学模型,选出适合的优先调度规则,将排序的过程分为初始排序与优化排序,开发出基于MES的车间作业调度系统.经实际应用表明,该方法计算时间短,调度结果令人满意.     

一种面向成本优化的生产计划调度算法

建立了一种车间层的生产计划的成本优化模型,该模型是一个在时间约束、可重复使用和不可重复使用资源约束下的多模式项目调度问题;给出了解的定义,设计了一种时间可行的成本优化调度算法,通过改进成本优化调度算法达到时间一成本双优的目的;给出了模拟试验结果。     

钢琴生产批量调度方法的研究与应用

针对多品种批量化生产模式的钢琴生产调度问题，考虑了批量优化及调整时间的影响，以完工时间最短为目标，建立了包含批量优化、批量加工任务分配和批量任务排序的批量调度优化模型。基于遗传算法的框架，设计了四元组基因值的染色体矩阵编码。基于多色集合逻辑围道矩阵和数值围道矩阵建立了批量调度的约束模型，将多色集合约束模型与遗传算法相结合，提出了一种基于模型约束的遗传算法（CMGA），实现了批量调度问题的高效求解。通过实例对比，表明不等量分批调度比等量分批调度能得到更好的生产调度方案，考虑了调整时间的调度方案在生产实际中能得到更好的效果。     

生产调度的启发式规则研究综述

启发式规则是求解生产调度问题比较简单有效的方法,与其他生产调度算法相结合,在过去50多年里得到了深入研究和广泛应用。首先综述了国内外对生产调度启发式规则的研究状况,阐述了启发式规则及其分类,介绍了启发式规则性能评价指标和鲁棒性,进一步分析了新提出的启发式规则。在总结启发式算法的基础上,给出了启发式规则应用于智能优化调度算法的一般性框架。最后展望了生产调度启发式规则的进一步研究方向。     

Multi-task scheduling of distributed 3D printing services in cloud manufacturing

The problem of service matching and scheduling in cloud manufacturing (CMfg) is complex for different types of manufacturing services. 3D printing, as a rapidly developing manufacturing technology, has become an important service form in the CMfg platform due to its characteristics of personalized manufacturing. How to solve the task scheduling problem for distributed 3D printing services in CMfg needs further research. In this paper, a service transaction model of 3D printing services in CMfg is built. Based on the service transaction model, we propose 3D printing service matching strategies and matching rules of different service attributes, including model size, printing material, printing preciseness, task cost, task time, and logistics. To reduce the delivery time of tasks from service suppliers to service demanders, a 3D printing service scheduling (3DPSS) method is proposed to generate optimal service scheduling solutions. In 3DPSS, optimization objective, constraints, and optimization algorithm are presented in detail. Experimental results show that the average task delivery time of 3DPSS is shorter than that of typical scheduling methods, such as particle swarm optimization, pattern search, and sequential quadratic programming, when the amounts of tasks change.     

基于制造网格的虚拟企业组织变更与制造资源调度问题研究

为提高虚拟企业的组织和运营效率,引入网格技术,基于制造网格构建面向应用的虚拟企业架构。在虚拟企业环境下,根据制造资源不同的调度阶段,分别建立基于外网格的虚拟企业制造系统和基于内网格的成员企业制造子系统;提出以制造资源特征匹配为核心的虚拟企业分布式调度策略和成员企业本地调度策略。针对特征匹配过程,建立制造资源特征集,对每个特征集制订相应的匹配准则,以保证特征匹配的可行性,进而完成调度过程。最后,通过定制型人工关节产品开发实例,阐述了基于制造网格的虚拟企业组织和制造资源调度过程。     

面向制造网格的任务管理系统研究

为协调和共享制造网格中分布的资源，设计并实现了一个面向网格服务的任务管理系统。建立了该系统的功能模型和工作流程，定义了面向零件和组件加工任务的网格资源节点模型和任务模型；基于任务时间、成本和服务质量的约束，建立了任务分解规则和资源节点的匹配规则，设计了任务调度及状态监控方案；最后构建了系统实现的体系结构和信息交换过程。基于网格原理，系统各功能被封装为网格服务，通过任务管理中心实现对服务的调用。系统已被集成到某区域网络化制造服务平台，为企业提供了与制造过程相关的网格服务。     

Experimental investigation of an FMS due-date scheduling problem: Evaluation of machine and AGV scheduling rules

Although extensive research has been conducted to solve design and operational problems of automated manufacturing systems, many of the problems still remain unsolved. This article investigates the scheduling problems of flexible manufacturing systems (FMSs). Specifically, the relative performances of machine and automated guided vehicle (AGV) scheduling rules are analyzed against various due-date criteria. First, the relevant literature is briefly reviewed, and then the rules are tested under different experimental conditions by using a simulation model of an FMS. The sensitivity to AGV workload, buffer capacity, and processing-time distribution is also investigated to assess the robustness of the scheduling rules.     

面向敏捷制造的智能制造单元框架结构的研究

分析了敏捷制造单元的构成和运行特征,提出建立敏捷制造单元智能自治体模型的原则,在此基础上建立了基于多智能自治体系统的敏捷制造单元运行控制框架结构。这种结构不仅很好地解决了敏捷制造单元分布式动态调度与控制问题,而且为制造系统集成和分布式、网络化制造环境下的多单元、多地点协调协作提供了集成框架和技术基础。     

New dispatching rules for scheduling in a job shop — An experimental study

We present two new dispatching rules for scheduling in a job shop. These rules combine the process-time and work-content in the queue for the next operation on a job, by making use of additive and alternative approaches. An extensive and rigorous simulation study has been carried out to evaluate the performance of the proposed dispatching rules compared with those by the SPT rule, the WINQ rule, a random rule based on the SPT and WINQ rules, and the best existing rule. The important aspects of the results of the experimental investigation are also discussed in detail.     

动态车间环境下的调度控制器设计

为了对车间制造系统实施有效动态调度,提出了一个动态调度控制器的设计框架,并详细阐述了它的功能模块和工作流程.控制器采用基于过程规范语言本体论的工艺规划信息表示和多步骤适应调度策略,并从知识库中获取规则,使用在线仿真的方式对其进行评价.这些技术的应用保证了控制器与车间内部其他异构信息系统间有效地传递工艺规划信息,并具有很好的调优能力.最后,给出了一个制造企业的应用实例,验证了该设计框架的可行性和有效性.     

基于启发式规则的航空复合材料车间生产排程研究

以国内某航空制造企业复合材料生产车间现场为对象,针对航空复合材料的特殊性,对这类车间生产排程进行研究和探索;基于航空复合材料的生产工艺特点,提出针对航空复合材料车间生产过程中的瓶颈工序即热压成型工序的排程方法和步骤,并且针对该瓶颈工序的可重入特征建立了基于启发式规则算法的优化排程模式。