制造企业生产计划调度与控制集成策略研究

传统的生产系统中,生产计划、调度与控制是分开进行的,生产信息的反馈周期长,生产调度缺乏必要的现场信息。通过分析生产系统的功能模型和信息模型,结合我国制造企业的实际情况,建立了生产管理系统的层式模块化结构。按照这种结构,构建企业的集成化生产管理系统,将会实现生产计划的实时调度以及生产过程的实时控制。实例证明,本文提出的方案是行之有效的。     

基于GEP-DES的柔性流水车间机器与AGV集成实时调度方法

智能制造背景下，考虑机器与AGV集成实时调度对整个生产系统效率提高具有重要的意义。针对工件动态到达、加工时间存在波动的情况，提出一种将基因表达式编程算法与离散事件仿真(GEP-DES)相结合的实时调度方法以解决基于最小化最大完工时间为目标的机器与AGV集成调度模型。该方法在离线阶段设计三段式编码的GEP算法以描述机器与AGV集成运作过程，借助DES过程获取目标函数值以对GEP指标性能进行评估，最终挖掘出高质量的调度规则。挖掘出的调度规则与在线阶段车间实时工况信息交互以实现机器与AGV集成的实时调度。最后，将所提方法与传统调度规则方法进行对比，实验结果验证了所提方法的有效性与优越性。研究成果为快速响应柔性流水车间生产中的机器与AGV集成实时调度提供了方法支持。     

卷烟生产调度建模仿真研究

本文分析了卷烟生产调度实际情况,建立了卷烟多阶段生产仿真优化系统的框架,在此基础上,采用面向对象的方法对生产中的资源对象、加工任务进行建模分析;利用分层建模的方式构建了卷包、制丝、物流环节的生产流程模型,并实现对象模型在仿真软件eM-Plant中映射。并对卷烟生产计划方案进行了仿真优化和定量验证分析,给出生产流程中涉及的时间、成本、消耗的资源运行指标。结果表明,通过建立仿真模型平台,可以有效地解决实际生产中复杂的卷烟生产计划求解与优化问题。     

以生产趋势预测为基础的主动式调度方法

为应对自适应制造需求由被动式调度向主动式调度的转变,提出一种以生产趋势预测为基础的主动式调度。该方法首先构建了实时状态模型,从制造资源、制造资源组合以及生产任务3个层面对生产过程的历史信息和实时状态进行建模,形成了具有时间序列的生产过程状态信息;针对生产过程的不确定性特征,采用贝叶斯网络推理方法,以生产过程状态信息作为输入,获取生产趋势的预测结果;将获取的异常趋势作为主动式调度的触发条件,通过扩展蒙特卡洛树搜索算法,利用其序贯决策能力生成以生产趋势预测为基础的主动式调度方案,从而实现生产过程的自适应制造。将提出的方法应用在某航天机加车间的实时生产过程调度中,验证了方法的有效性。     

面向数字孪生的船用柴油机装配车间生产调度

在船用柴油机装配过程中,普遍存在动态扰动事件频发、生产状态监控不足等缺陷,导致生产过程偏离调度计划且无法对扰动事件进行快速响应。为解决调度计划偏差和快速响应这两个难题,将数字孪生技术应用于船用柴油机装配车间生产调度过程中,通过物理装配车间与虚拟装配车间的实时交互快速响应扰动事件并减少调度计划偏差。构建了一种基于数字孪生的船用柴油机装配车间生产调度框架,并对装配调度问题进行描述与建模。详细阐述了动态调度流程并提出了一种基于pareto支配规则的多目标离散蚁狮优化算法来优化最大完工时间和装配班组负荷这两个调度目标,保证了调度方案的实时性和准确性。最后,通过在某型号柴油机装配车间部署运行,验证了此种调度模式的有效性。     

新一代计算机辅助作业计划和实时调度系统

分析了企业加工计划和控制的现状后,提出了用计算机辅助作业计划和实时调度系统来改善车间(或加工单元)的加工计划和控制过程。最后介绍新一代计算机辅助作业计划和实时调度系统的功能及其实现的情况     

基于工作流的敏捷化生产过程控制技术研究

提出了将动态生产环境信息、生产计划有机地集成在一起的生产过程链运行模式。建立了基于工作流技术的元生产活动控制模型。在此基础上进一步研究了采用Agent技术实现生产活动的控制与协调机制，并给出了基于事件驱动的实时生产调度方法，实现按过程的生产计划的调度与控制。     

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。     

基于状态树的装配流水线生产在线调度

构建了一种基于装配状态树的具有三层体系结构的在线调度模型,实现"将生产计划和调度直接做到生产线上"。首先,将产品的装配状态变迁过程表达为一棵装配状态树;其次,用状态方程来描述装配流水线生产过程,建立从装配位置空间到装配状态空间的一一映射,在此基础上构造包括决策层、连接层及执行层的三层次在线调度体系结构。通过在制品的位置信息来推算在制品的装配状态,利用状态树计算在制品的调度空间;进而以调度空间为约束,根据决策层的生产任务安排,对连接层的调度方案进行在线调整和实时控制。     

基于协商的Multi-Agent生产计划与调度系统

目前企业使用的ERP系统中由于计划与能力计算的分离以及调度信息不能及时反馈 ,已很难适应敏捷制造的需要。Agent技术是进行分布式制造系统建模的一种主要方法之一。工作中心是各种生产能力单元的通称 ,也是发生加工成本的实体 ,各工作中心Agent之间通过协商与协作 ,形成一个基于能力与成本的Multi Agent集成生产计划与调度系统 ,使企业具有实时应变性。     

光纤制造中复绕单元加工次序调度策略的研究

为提高光纤制造中复绕单元的信息反馈速度和计划执行的效率，提出了以断纤信息反馈速度与加工时间为优先考虑的调度策略。为实现这种调度策略，分析了在复绕单元中生产的产品特点，提出了产品分类的方法与原则，并根据分类结果对每一类产品赋予不同的优先级别，同时确定了加工次序的调度原则。结合光纤生产的需要，提出了评价调度策略的指标，通过实验验证了所提出的调度策略的优越性。     

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.     

石油炼制企业生产过程监控与管理系统研究

这里针对石油炼制企业生产过程监控、工艺信息管理等方面存在的问题,进行了分析和研究,提出了相应的解决方案.介绍了具有生产过程实时数据采集,基于网络和实时数据库的工艺数据分析与管理等的生产过程监控与管理系统.同时,还给出了系统所采用的关键技术和实施实例.系统应用JSP、Servlet、JavaBean、XML、OWC和Oracle数据库实现.系统可以在集成环境下运行,满足了石油炼制企业生产过程监控与管理的需求.     

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。     

DYNAMIC ADVANCED PLANNING AND SCHEDULING WITH FROZEN INTERVAL FOR NEW ORDERS

A dynamic advanced planning and scheduling(DAPS)problem is addressed where new orders arrive on a continuous basis.A periodic policy with frozen interval is adopted to increase stability on the shop floor.A genetic algorithm is developed to find a schedule at each rescheduling point for both original orders and new orders that both production idle time and penalties on tardiness and earliness of orders are minimized.The proposed methodology is tested on a small example to illustrate the effect of the frozen interval.The results indicate that the suggested approach can improve the schedule stability while retaining efficiency.     

一种离散型制造企业的车间管理系统设计方法

离散型小微制造企业在排产过程中信息化基础不够,工艺数据、计划呈报等仍通过纸质单据或excel记录反馈,排产随意性强,处理问题被动.文中针对这些管理痛点,提出了面向离散型小微制造企业的车间管理系统设计方法.利用ETL数据调度工具及调度模块实现多源数据采集和数据贯穿,结合关系型数据建模方法建立订单模型、工艺模型、班组模型和...     

On-line integration of a process planning module with production scheduling

An approach to the on-line integration of process planning and production scheduling is reported. Based on a geometric modeller, a geometric analyser and a knowledge base, the process planner generates alternative process plans and provides automatic tool selection and calculation of the appropriate machining parameters. Time and cost estimations are input to the decision-making module in the production scheduling system that produces optimal scheduling decisions as well as a complete record of the actual state of the factory resources. An information flow, designed as a relational data model, maintains the interaction between the process planning and the production scheduling systems and provides the dynamic feedback to the process planner. Specific geometry features of the blank, the finished part and the cutting tools, and geometry features-based rules are stored in the database of a developed CAPP system by using a separate CAD interface. The integrated production planning and production scheduling system and the CAPP system were validated with rotational parts machining.     

Job releasing and throughput planning for wafer fabrication under demand fluctuating make-to-stock environment

In the semiconductor industry, dynamic changes in demand force companies changing the product mix makes the production planning challenging. This paper aims at an environment where product mix changes periodically and presents a production scheduling system to plan the wafer lot release and throughput. The proposed system is designed on the make-to-stock basis with the objective of meeting demand forecast while maintaining production smoothness. Two modules are included in the system. Preliminary analysis module analyzes throughput and cycle time distributions for different product mixes so as to determine relative parameters to be used as the inputs to the job releasing plan. In the production scheduling module, with the considerations of the attainment of demand forecast, production smoothness, and commitment of the due dates of the released job orders, the job release schedule and completion time table are prepared. A simulation model of a semiconductor fab is used as the base case to demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed system.     

订单不确定下双资源约束多装配线鲁棒调度

考虑生产过程中的订单不确定等因素,建立了以最大化交付满意度、最大化装配线平衡率及最小化完工时间跨度为目标的鲁棒调度模型,基于差分进化算法和粒子群算法提出了对模型进行求解的混合优化算法,并通过算例验证了混合优化算法求解该鲁棒调度模型的可行性和有效性。最后综合分析PTCN公司二厂多装配线生产车间的实际生产情况,将所建立的鲁棒调度模型和提出的混合优化算法应用于实际的多装配线生产过程,获得了较优的调度结果。     

流程工业生产计划与调度系统的对象建模方法

为解决流程工业生产计划与渊度系统丌发的各类问题,提出了一种对象分析建模方法。该方法通过建江线长度属性进行数据抽象和封装,设计出具有通用性的流程工业生产计划与调度系统的对象类,并应用于流程工业中冷轧薄板生产过程。实践表明,建立的对象类与现实生产能高度吻合,大大提高了系统开发效率。