考虑异常因素的机械加工生产智能排程方法研究

针对传统生产作业排程难以实时应对车间异常情况发生的问题,提出了考虑异常因素的机械加工生产智能排程方法。考虑订单、设备、质量等异常因素,建立了应对异常因素的动态排程规则;综合考虑生产时序、加工设备等约束,以最小完工时间和最低能耗量为优化目标,建立了机械加工生产排程的多目标优化模型;采用带精英策略的非支配排序遗传算法,对某重型机械产品实际生产中的完工时间和能耗量进行了仿真,得到了运算结果。研究结果表明:考虑异常因素的机械加工生产智能排程方法在实际生产中能够准确、高效且动态智能地响应异常,提高生产计划制订效率20%以上;该方法能够辅助车间调度人员进行生产计划实时动态调整,满足企业对生产计划制订的需求。     

基于遗传算法的定制化高端地下装备关键生产瓶颈工序排程优化

针对定制化高端地下装备行业关键生产瓶颈工序的计划排程,以物料完工时间的最小偏移量为目标,保证物料齐套的同时减少库存呆滞,提出了一种基于遗传算法对不同交货期窗口并行机调度的生产排程优化模型。根据个性化定制装配的待加工零件和大型机加设备的特征,在实际生产计划排程中采用扩展排列编码的方式来编排零件加工顺序和分配加工设备,经过染色体子代不断交叉、变异、择优选择,最终获取偏移总量最小的排列组合。通过制造车间的具体产品加工工序数据验证其方法有效可行,对大型数控机加工序的计划排程起到较为明显的优化作用。     

基于钣金加工单元的MES系统研究与开发

针对目前以立体库为中心的钣金加工单元信息化程度较低、上层信息系统与下层设备之间数据交互困难的现状,设计开发一套生产制造执行平台:钣金加工制造执行系统(MES)。系统采用TOC理论、分类存储策略等对进行系统软件设计,运用现场总线技术、RFID技术等完成系统的硬件设计。根据钣金加工单元的实际需求,以TOC理论为基础实现计划排程调度。经验证,钣金加工单元MES系统可以有效提高作业计划排程的准确性,降低立体库及设备的空运作时间,提高钣金加工单元的整体生产效率。     

有限资源约束下的刀具调度方法研究

数字化车间的刀具库存量有限,在生产中经常会发生多道工序同时采用同一种刀具的情况。为了解决刀具使用冲突的问题,提出了有限资源约束下的刀具调度模型,建立包括最大完工时间和拖期惩罚费用最小化的目标函数,设计了基于刀具时间冲突的调度算法对其进行求解,得到了最优的生产作业排程以及满足该排程的刀具需求计划,并通过具体生产排程实例验证了算法的有效性。     

流程企业智能排产与优化调度技术

以石化企业为背景，深入分析了流程企业的生产特点及当前计划排产与优化调度研究的现状，重点阐述了智能排产与优化调度系统的结构模型，提出并解决了基于综合物流和解耦策略的优化排产技术以及基于主动式数据挖掘的渐进调合等关键技术问题，采用Multi-Agent技术实现了原型系统的开发，为流程企业生产的优化提供了新的方法与技术。     

生产计划和车间排程问题的整数规划解法

为高级计划排程(Advanced Planning and Scheduling,APS)提出了一个混合整数规划(Mixed Integer Programming,MIP)模型,成功地对产品计划与车间排程问题进行了系统整合.模型综合考虑了多订单环境下生产能力约束问题,生产排序问题,提前时间,需求时间等因素,成功解决了生产计划和车间排程问题.     

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。     

APS技术在注塑机企业钣金车间的应用

针对某注塑机制造企业钣金件车间的生产计划和排程,分析原有直接采用企业管理解决方案(SAP)中物料需求计划(MRP)运算结果作为车间作业计划这一方式的不足之处,提出运用高级计划与排程(APS)技术,根据注塑机企业钣金件生产的特点,编程建立资源模型,集成SAP系统的输入数据,实现每台设备小时级别的精细工序排程,通过扫描派工单上的条码收集完工反馈信息,用于滚动重排车间作业计划,最后将APS排程结果用可交互的设备-工序甘特图形式,交付给钣金车间基层管理人员,用于人工干预。     

面向毛纺织行业的动态分布式计划模式研究

虚拟企业由于其协作策略以及信息集成程度的差异，造成生产计划排程的困难，传统的对多工厂排程虽然解决了计划对象的分布性问题，但其计划主体仍然强调是集中化的，并不适用于庞大的虚拟企业协作群体。分析了扩展企业环境下生产计划排程的特殊性，以我国毛纺织行业为例，研究了一种计划主体和计划对象皆具有分布式特征的、面向大规模协作群体和长生产流程环境下的动态分布式计划模式，根据不同环节的生产组织的特征不同，划分为多个不同的计划域，基于协作理论建立了一个“虚拟企业-计划代理-结点企业”的三层计划体系．描述了其功能框架及其工作原理。     

钢铁企业以计划调度为核心的生产运行控制技术现状与展望

对钢铁企业实施有效的生产运行控制是企业在保证产品质量和按订单生产的前提下实现降本增效的重要途径,从钢铁流程式生产的单元制造设备与流程协调优化两个层面来阐述钢铁企业的生产运行控制技术。基于钢铁企业的生产管控信息系统现状,重点分析了钢铁企业从生产订单、生产批量计划、生产调度到生产执行不同层次的计划调度技术特点,归纳了存在的主要问题;指出为实现钢铁制造流程的协调、有序和高效,应提升钢铁企业信息系统的计划调度功能,以强化对生产运行过程的调控和优化。据此对该领域未来的工作重点和发展方向进行了展望。     

基于MES的离散型制造业的高级计划排产的应用研究

随着精益生产、敏捷生产模式在离散型制造业的快速推广,MES系统在企业信息化建设的作用越来越大,通过分析离散型制造业中机加行业MES的应用情况,发现MES系统的不足之处在于收集生产过程中大量实时数据无法得到及时有效的使用。为此从MES与APS的基本理论出发,提出MES系统通过中间表集成的方式与APS进行数据的实时交互,结合设计的机加高级计划排程的数学模型,分析了机加高级计划排产涉及到的设备、人员、物料等因素,设计了一种基于MES系统的机加高级计划排程的应用框架,描述并分析该框架的应用流程,并通过实际的应用案例来验证该应用流程,从而为机加行业优化生产排程的应用提供解决方案。     

基于AHP-GRA的热轧计划排程评价体系研究

为解决计划排程方案优劣判定问题,建立了面向热轧的计划排程综合评价体系。依据热轧生产过程的约束条件和节能需求,从生产工艺、生产资料和能源消耗三方面,归纳出热轧计划排程综合评价指标体系,结合模糊理论,利用灰色关联层次分析法(AHP-GRA),对排程方案进行综合评价。最后,通过对某钢铁企业的热轧排程进行评价,验证本评价体系的可行性和科学性。     

基于Agent的数字车间及其调度技术的研究

在中国国家自然科学基金重点资助项目《网络环境下的数字制造理论与关键技术》，中国教育部博士学科点基金资助项目《网络制造产品电子交易平台设计与研究》，中国国家科技攻关计划项目《支持网络制造的协同交互与资源共享平台研究与产业化》共同资助下，开展基于Agent的数字车间及其调度技术的研究。 数字车间是实施数字制造的主体，是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是制造实时信息的集散地。数字车间生产的敏捷性在一定程度上决定着整个企业的敏捷性，所以从敏捷调度的视角，研究数字车间的相关理论与技术。 提出基于Agent的数字车间框架结构。框架包含车间管理与计划子系统、设计子系统、生产调度与管理子系统、物料运输子系统、库存与管理子系统、制造资源子系统、生产仿真子系统和制造执行子系统。框架结构支持虚拟企业生产模式——组成数字车间的设备或设备单元可以是处于不同地域，通过制造设备Agent之间的协调与合作，制造设备在物理位置上不变，而在生产组织和管理逻辑上随加工任务的变化而改变，实现资源的动态配置，对变化的任务做出及时响应，从而提高制造系统的敏捷性，因此也被称为虚拟数字车间。赋予数字车间更为重要的地位和作用——除承担对生产任务的调度与制造实施以外，还兼具运输服务和仓储管理等两项功能，并在制造过程中实时收集订单的生产进度信息。 研究数字车间中Agent对制造资源数据的管理技术，将与制造资源相关的数据信息直接集成到制造资源Agent结构，使得数据库系统就像是Agent框架整体的一部分。提出以分布式数据库系统为中间层的车间系统集成方案。在此基础上，研究基于Agent会话的车间运作方式，将数据库系统看作Agent系统与其他系统联系的中间层的结构，使得Agent系统易于实现与现有软件系统的集成。Agent使用数据库访问机制     

面向订单生产APS的关键流程分析及其应用方法研究

APS是一种基于约束理论面向供应链的生产计划与排程工具，它从ERP系统获取基础数据进行生产排程，再将排程结果送到ERP和生产系统中执行。本文在分析面向订单生产环境下APS关键流程的基础上，对APS在企业生产排程中的应用方法进行了深入研究，同时探讨了系统集成的体系架构和关键技术。     

基于车间现场运输的生产和流转综合调度方法

离散型制造系统的生产受制于交货时间、当前设备的状态等多种因素产生的生产计划,投产后依靠自动导引小车或其它运输工具进行工序间的物料传递。由于运输计划和生产计划相互影响,所以将上述多种因素结合在一起生成一种综合性的调度计划就显得十分必要。调度方法的原则是根据约束理论保障设备系统中的瓶颈设备发挥最大潜能,满足交货时间和数量的要求。提出一种将车间内部运输和生产中多种影响元素综合考虑的综合调度方法,并将该方法与没有将车间内运输因素考虑进去的方法进行比较,通过数字仿真证明了综合性调度方法的有效性和实时性。     

面向曲面分段建造的双龙门吊车协同调度技术

针对曲面分段建造过程中双龙门吊车吊运缺乏计划协同的问题,提出一种面向曲面分段生产的综合吊运任务排序和吊运任务平衡分配双龙门吊车协同调度技术。通过分析吊车吊运作业调度问题和吊运目标,提出基于时间轴的吊车吊运堆排序技术与吊运任务动态平衡分配技术相结合的面向曲面分段生产的双龙门吊车协同调度技术框架,形成了基于启发式的最大堆构建规则和基于任务平衡协同的动态任务分配规则。以双吊车配合吊运为核心,综合形成了优先级与时间协调判定规则和吊车任务平衡分配机制,实现了多约束规则下双龙门吊车的协同平衡调度。结合所提算法开发了双龙门吊车协同仿真优化系统,并通过实例验证了其有效性。     

一种实用的单件小批量生产计划调度方法

结合某模具公司生产实际，以应用为出发点，提出了一种生产计划调度方法，该方法采用2层计划，第1层是基于MRP思想将任务分解到工序级，第2层进行车间作业计划，采用基于一组规则的启发式调度方法，将任务下达到各车间，由人工最后确认。     

考虑班组负荷均衡的智能制造车间工序级作业任务排程模型研究

多品种小批量、多品种变批量生产模式下生产调度问题是车间运行效率提升的关键所在,目前已有多种智能计算方法尝试建模和求解。引入混合集合规划方法,以实际作业车间中的班组负荷均衡为侧重点,在总结分析了实际生产中的数理逻辑以及各类实际约束的基础上,运用自然约束语言对工序级作业车间排程问题进行建模,以最小化最晚完工时间为主优化目标,各班组半天内计划加工负荷率均衡为次要优化目标对模型进行求解,得到分配到班组的生产排程计划,保证了最大化利用班组生产能力的同时兼顾班组负荷均衡。最后借助某制造企业进行实例验证,通过得到可行的周节点生产计划,将待排产工序安排到车间内各班组中,验证了本方法的可行性和有效性。     

多品种少批量生产作业计划控制优化研究

多品种、少批量生产方式下,传统的生产作业计划存在较多问题,如延误交货、生产不均衡和资源利用率低等。为解决这些问题,提出了一种优化方案,通过建立能力需求平衡计划,形成一个从出货计划、投料计划到能力需求平衡计划的闭环系统,实现能力与负荷的平衡;在制定生产排程计划中,用网络图法进行时间优化;在制定作业排序计划中,采用以最小临界比为优先调度规则的动态作业排序,并以柔性电路板企业为例,对这种优化方法进行详细说明。     

面向毛纺织行业的动态分布式计划模式研究

虚拟企业由于其协作策略以及信息集成程度的差异,造成生产计划排程的困难,传统的对多工厂排程虽然解决了计划对象的分布性问题,但其计划主体仍然强调是集中化的,并不适用于庞大的虚拟企业协作群体。分析了扩展企业环境下生产计划排程的特殊性,以我国毛纺织行业为例,研究了一种计划主体和计划对象皆具有分布式特征的、面向大规模协作群体和长生产流程环境下的动态分布式计划模式,根据不同环节的生产组织的特征不同,划分为多个不同的计划域,基于协作理论建立了一个“虚拟企业-计划代理-结点企业”的三层计划体系,描述了其功能框架及其工作原理。