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。     

变扰动强度下柔性装配作业车间调度性能分析

柔性装配作业车间是柔性作业车间的一类现实化扩展,其调度问题既要考虑复杂的加工路径柔性,还要考虑零件间的装配关联约束,以及由其带来的关联零件生产进度协同难题。首先给出了柔性装配作业车间调度问题的数学模型;然后考虑现实生产中普遍存在的随机扰动,采用了完全反应式与预测-反应式两类动态调度策略,并提出了相应的优先度规则算法和周期性滚动遗传算法。前者能快速协同各关联任务,但其决策分散,缺乏全局优化力度;后者进行全局周期决策,但扰动将导致性能的下降。最后构建了一般化的仿真模型,并设计了大量的比较实验,分析了不同综合扰动强度对两种调度策略的影响,为实际生产调度策略选择提供了有效的依据。     

基于混合遗传算法的混流混合车间协同调度问题

为解决一类具有多品种混流生产特征和作业车间与流水车间集成的混流混合车间协同调度问题,给出了以在制品成本最小为目标的混流混合车间调度问题模型;采用零件加工、部件装配、产品总装的三段协同编码方法,给出了一种集成模拟退火算法的混合遗传算法,并在模拟退火算法中引入变温度参数来平衡算法效率。最后,通过某冰箱混流装配企业典型实例验证了模型和算法的有效性。     

考虑设备维修与维护的装配作业车间动态生产仿真研究

装配作业车间生产调度的关键是动态协同产品各零件的生产进度以满足产品的齐套需求。设备的随机故障将会扰乱已有的生产计划,给各零件之间的进度协同带来更高的挑战。预防性维护能够提高设备的可靠度以减少故障的发生,但过度的维护又会减少生产加工的时间。从调度规则构成属性的角度分析设备故障将带来的影响,并提出一种考虑设备故障的改进型调度规则。通过仿真试验分析了企业常见的3种预防性维护策略对车间性能的影响和7种代表性调度规则的性能。试验结果表明:预防性维护策略对车间有明显的影响;且考虑了设备故障的调度规则有一定的改进效果。     

复杂产品分布式并行协同虚拟装配系统研究

为解决复杂产品异地协同设计中零部件数模验证和装配评审的困难,研究了基于网络的分布式协同虚拟装配技术,提出基于高层体系结构/运行时间框架的分布式协同虚拟装配方案,解决虚拟环境中的用户管理、操作协同和交互式装配操作等问题.以此为基础开发出了支持实时协同交互装配仿真的分布式并行协同虚拟装配系统,并以某汽车部分总成网络协同装配为例验证了该方案.结果表明,该方案可以实现复杂产品设计中的异地协同装配仿真与评审.     

集成化车间作业计划动态关键路径编制算法

针对单件小批生产加工装配式制造的特点,结合车间作业计划与物料需求计划的集成化管控需求,提出了基于生产过程网络图的动态关键路径作业计划编制算法.算法按照零部件加工装配过程中的工艺顺序和装配关系,将计划期内订单的形成过程抽象化为生产过程网络图,并将物料需求计划映射为网络图中的节点,进行生产能力控制和加工装配约束.以生产过程网络图为作业计划编制的对象模型,以订单的交货期为依据,采用倒排的方式,通过动态寻找网络图中的关键路径来确定车间作业计划顺序和资源分配.通过某密封产品生产企业机加车间生产计划编制的实例,证明了该算法能快速有效地在有限生产能力条件下编制高效可行的车间作业计划,保证作业计划与物料需求计划的一致性.     

考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度

针对柔性作业车间调度受生产准备时间和工件批量影响的问题,构建了考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度模型.根据工件批量加工中等量分批方法柔性不足的特点,采用柔性分批方法对工件进行批量划分.提出一种改进的遗传算法,以最小化最大完工时间为优化目标,采用双层编码的方式对模型求解,确定各工件的分批方案和子批工序调度排序方案.通过分析柔性调度案例,验证了该算法的有效性,能够更好地满足实际车间生产要求.     

面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型

合理的调度方案能有效降低柔性作业车间总能耗。针对柔性作业车间中加工工件种类多、单批工件数量大、加工工艺路线柔性大等问题,研究一种面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型。分析柔性作业车间中工件加工过程能耗特性,以车间总能耗最低和完工时间最小为优化目标建立了多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型,并采用多目标模拟退火算法对模型进行优化求解。通过算法优化得到的调度方案与经验调度方案的对比分析,验证了该模型的有效性和实用性。     

求解柔性分批调度问题的双层搜索框架入侵杂草算法

针对柔性作业车间分批调度问题，提出一种双层搜索框架下的改进入侵杂草算法，以获得理想的分批调度方案。首先提出融合批次批量、工序排列和加工机器信息的3层基因编码；其次设计一种双层搜索优化框架，先通过分批搜索层进行柔性批量划分，再采用排序搜索层迭代优化获取分批调度方案。在分批搜索层中，基于工序平均工时缩小分批的解空间，提出随机数字分割法用以生成分批方案；在排序搜索层中，采用入侵杂草算法实现迭代优化，同时设计了分层初始化方法、混合机器选择策略和3种局部搜索算子，以提升算法搜索能力，并避免陷入局部最优。最后以最大完工时间为评价指标，从性能实验分析、框架实验验证和实例实验验证3个维度验证了所提算法的优越性和可行性。     

机床网络化生产管理与监控系统开发

面向车间层级的网络化协同加工的实际需求,开发一套软/硬件一体化的机床网络化生产管理与监控系统,实现远程客户或企业管理者通过网络对车间机床操作者加工任务的进度管理与生产监控,是网络化制造中机床资源的共享和车间层机床设备生产过程的管理与监控的软/硬件支持平台.