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。     

多级车间生产计划和调度的集成优化

针对一类多级制造系统建立了生产计划和调度的集成优化模型。该多级制造系统为三种类型车间的一个串联,主要有作业车间、并行生产车间和流水车间,且终端产品和上游车间制造的零部件之间为装配关系,因此生产关系十分复杂。在分析批量生产特点的基础上给出了一个批量动态分割合并算法,并构造了一个基于遗传进化的启发式算法对该模型进行求解。与递阶分解方法的比较试验表明所提出的集成优化方法是有效的。     

基于服务质量的多品种多工艺车间作业调度系统研究

为了有效解决多品种、多工艺条件下复杂的车间作业调度问题,提高调度的速度与质量,构建基于服务质量的车间作业调度管理系统。以某锻造企业的各生产车间作业调度为背景,通过分析该企业产品的主要类型、生产特点、工艺过程的多样化以及多品种变批量生产模式下作业调度的难点,总结出影响车间作业调度质量的主要指标,给出系统的总体结构,并讨论了系统的主要功能。     

一种求解集成生产计划的混合协同进化算法

讨论了一类带有序列相关的机器调整时间和有限缓冲空间的流水车间批量计划与调度的集成优化问题,给出了该问题的非线性混合整数规划模型,提出了一种求解混合协同进化问题的算法.模型的目标函数是使库存费用、缺货费用和加班费用之和最小,约束函数考虑了库存平衡约束和需求平衡约束.算法采用协同进化算法与遗传算法的并行混合搜索结构,通过迁移算子把协同进化的子种群和独立进化的公共种群有机联系起来,同时算法采用基于邻域的进化策略,以提高算法性能.最后,对三种不同规模的问题进行了数值仿真实验,结果验证了算法的有效性.     

基于效率函数的双资源约束作业车间调度算法

目前对制造业领域作业车间调度问题研究中,仅考虑单一设备资源的传统作业车间调度问题已不能反应出实际作业车间的作业环境。根据实际作业车间多资源环境,建立了分别最小化生产完工期和超期时数为目标函数的设备和模具双资源约束作业车间调度模型,并采用基于效率函数的逆序调度算法对问题进行求解。最后,通过实例对算法进行验证并给出对比结果。     

装配车间的多品种变批量的生产调度优化模型

针对装配车间调度问题,提出了综合考虑生产中物料配送能力,车间存储物料能力以及装配工艺序列问题的多品种变批次的优化调度方法。主要是分两步解决:首先考虑不同类型产品的装配加工的顺序优化问题;然后,根据生产约束建立各类型产品的分批问题。最后,实现计划调度衔接,并应用于生产。该方法对于实际装配生产具有很强的可操作性。     

基于遗传模拟退火算法的柔性制造系统设备配置优化

针对柔性制造系统多品种少批量生产模式,考虑规划期内产品零件需求约束及车间零件加工工艺路径可选的特点,建立了设备配置优化的0-1混合整数规划模型,并设计采用了遗传模拟退火算法求解。算法结合遗传算法的全局并行搜索特性及模拟退火算法的优良局部搜索能力,采用约束满足技术转换成目标函数值进行优化。实例结果表明模型实用性强且求解算法的收敛精度高、稳定性好。     

板式家具高速自动分拣系统出库及打包调度策略

为提升定制家具自动分拣系统出库及包装作业的整体效率,根据出库及包装作业的工作特点,将出库打包问题抽象为一类板件处理具有优先顺序约束及机器约束的三阶段柔性装配流水车间调度问题。在对各约束进行定义和数学描述的基础上,以最大出库完工时间、包装工位最大完工时间、板件平均等待时间三者加权和最小化为优化目标,建立了板件处理具有优先顺序约束和机器约束的三阶段柔性流水车间调度问题的数学模型;针对该模型,构造了一种启发式求解算法H~*。为验证算法的有效性,基于裂区试验设计的思想生成大量算例,并将启发式算法H~*与构造的9种组合规则算法、5种元启发式算法进行性能比较。结果表明,H~*算法可高效地获得高质量的解。     

基于元胞机和改进GA的大型零件柔性作业车间调度算法

针对大型零件柔性作业车间调度问题,采用改进遗传算法优化元胞机局部演化规则,提出了元胞机和改进遗传算法相结合的混合调度算法。依据总加工时间最短、各工位负荷率高、同一工位组各工位负荷平衡率高的优化目标,建立了离散化后单个静态调度单元的遗传算法优化模型,并结合算例具体说明了优化过程。通过文献实例演算验证了混合算法求解大型零件柔性作业车间调度问题的可行性和有效性。     

超启发式遗传算法柔性作业车间绿色调度问题研究

针对启发式算法通用性较差的问题,建立了多目标柔性作业车间绿色调度模型,设计了一种超启发式遗传算法对问题进行求解.首先,建立了以最大完工时间和最小能耗为目标的柔性作业车间绿色调度模型,并设计了超启发式遗传算法对模型进行优化求解;然后,对于高层启发式策略采用遗传算法,随机生成初始种群,对种群进行了选择、交叉和变异操作,并且...     

多目标批量生产柔性作业车间优化调度

研究批量生产中以生产周期、最大提前/最大拖后时间、生产成本以及设备利用率指标(机床总负荷和机床最大负荷)为调度目标的柔性作业车间优化调度问题。提出批量生产优化调度策略,建立多目标优化调度模型,结合多种群粒子群搜索与遗传算法的优点提出具有倾向性粒子群搜索的多种群混合算法,以提高搜索效率和搜索质量。仿真结果表明,该模型及算法较目前国内外现有方法更为有效和合理。最后,从现实生产实际出发给出多目标批量生产柔性调度算例,结果可行,可对生产实践起到一定的指导作用。     

基于JIT的加工和装配计划集成方法及其应用

针对订单生产型企业JIT准时供货的要求,建立了加工和装配计划集成模型,该模型的目标函数是为了保证产品交货期的要求;为保证计划的可行性,约束函数包括加工能力约束、装配能力约束、加工和装配顺序约束;模型为两层混合规划模型,运用了遗传算法和启发式规则,提出了混合启发式算法。最后,针对某按订单制造型企业进行了实例应用,对产品制造过程进行了分解,采用先由装配计划得出各工件的交货期,然后根据工件的交货期确定工件的加工和装配计划。     

JIT柔性混合流水车间生产调度问题研究

针对混合柔性流水车间多种工艺路线的生产调度问题,分析了生产工艺计划与车问调度系统的集成原理,建立目标模型,通过将简单遗传算法加以改进,在建立集成模型的基础上,对算法进行研究,把进化后的遗传算法（SGA）和改进的模拟退火算法（SA）有机结合,使算法优化机制融合和优化结构互补,形成较为高效的混合优化算法,并对问题进行求解。最后给出了一个具体算例,验证算法的有效性和先进性。     

Towards the integration of process and production planning: an optimisation model for cutting parameters

This paper aims to contribute to process and production planning integration through the development of a new cutting parameters optimisation model. The developed model considers simultaneously the technology-related constraints and a shop floor constraint determined by the available time at each workstation. The latter, being a constraint related to the part machining time, is associated with the set of all elementary machining operations and implies the development of a new multi-operation optimisation model. In this approach, part machining time is a new variable for shop floor scheduling. Since the limiting factor of workstation available time at every scheduling date depends on the shop floor status, optimum part machining time can range from the time for minimum cost to the time for maximum production rate. The introduction of the available time in the optimisation process allows for the generation of improved schedules according to several performance measures. The proposed optimisation model is non-linear, uni-criterion and multi-variable. The search of the optimal solution is carried out using sequential quadratic programming.     

Integration of process planning and scheduling in a job shop environment

Today’s manufacturing systems are striving for an integrated manufacturing environment. To achieve truly computer-integrated manufacturing systems (CIMS), the integration of process planning and production scheduling is essential. This paper proposes a framework for integration of process planning with production scheduling in a job shop environment for axisymmetric components. Based on the design specifications of incoming parts, feasible process plans are generated taking into account the real time shop floor status and availability of machine tools. The scheduling strategy prioritizes the machine tools based on cost considerations.     

基于代理技术的分层计划编制调度

市场的竞争使企业的生产完全面向顾客 ,即以最低成本制造出顾客满意的产品。如何在这种模式下进行组织管理 ,包括如何组织动态联盟、如何重构车间和单元、如何安排生产计划、如何进行调度都是我们面临的问题。其中车间作业调度与控制技术是实现生产高效率、高柔性和高可靠性的关键 ,有效实用的调度方法和优化技术的研究与应用已成为先进制造技术实践的基础。本文对多品种、小批量的加工车间的生产计划的编制调度进行了研究与探讨 ,提出了基于代理技术的分层计划编制调度方法并用程序实现     

一种动态识别瓶颈机床的启发算法

瓶颈机床是影响车间生产和调度的关键因素。针对Jobshop调度中的瓶颈机床确定问题,提出了动态识别瓶颈机床的搜索算法框架。并详细讨论了算法框架中的工序开始时间窗、搜索空间的概率模型和动态启发算法。最后用算例验证了动态启发算法的有效性。     

模拟退火粒子群优化算法在工艺规划决策中的应用

为了实现面向精益生产的制造系统中的工艺与调度并行设计,在工艺规划决策中,建立了面向精益生产的工艺规划与调度集成模型.在考虑设备负载平衡以及完成加工任务时间最短的条件下,设计了一种离散模拟退火粒子群优化(Particle Swarm Optimization based on Simulated Annealing,SAPSO)算法,并行设计及优化零件的工艺方案和调度方案,并最终获得其最优工艺方案及与之相对应的优化调度方案.通过对10台设备10种零件的示例仿真验证了算法的有效性.     

基于混合遗传鲸鱼优化算法的柔性作业车间自动导引车融合调度方法

针对柔性作业车间调度问题,考虑自动导引车(AGV)在车间制造过程中只参与装卸和搬运工作,提出一种实现AGV路径规划与柔性作业车间调度集成优化的融合调度模型。采用基于工序排序与机器选择两个子问题的二维向量编码方案,并在解码过程中提出基于最先服务原则的AGV安排策略。对鲸鱼优化算法进行离散化改进,针对性地设计了多种种群初始化策略,引入遗传算法的交叉、变异操作以提升鲸鱼优化算法的全局搜索能力,并嵌入局部搜索算法以达到全局搜索和局部搜索的平衡,构建了一种混合遗传鲸鱼优化算法（HGWOA）来求解该融合调度模型。通过经典测试算例验证了算法性能,并使用正交试验优化了算法参数。研究结果表明,HGWOA算法用于求解柔性作业车间AGV融合调度问题可以获得较好的效果。