Job Shop调度研究现状及发展趋势

生产过程中的调度问题,是实现制造系统运筹技术、管理技术与优化技术发展的核心 [1];有关资料表明,制造过程中 95％的时间消耗在非切削过程中 [2];有效的调度方法与优化技术的研究和应用,已成为先进制造技术 (AMT)实践的基础和关键 [3],本文就车间生产调度问题的研究状况从调度方法、调度策略以及相关问题进行了评述,并探讨了存在的问题与发展趋势。 [1] 车间生产调度问题的描述 　　车间调度就是对一个可用的制造资源集在时间上进行加工任务集的分配,以满足一个性能指标集。从数学规划的角度看,车间调度问题可表达为在等式或不…     

基于制造单元的车间制造资源能力计算方法研究

为解决工艺规划过程中只能选取某一类型资源,而车间调度时无法获取资源动态能力造成资源负荷失衡的问题,提出基于制造单元的车间制造资源能力计算方法.该方法以制造资源能力模型为基础,采用"工时映射"和加工能力抽象方法,获得物理制造单元能力值,同时采用特征映射技术对逻辑制造单元进行规范化,最终通过物理制造单元和逻辑制造单元的匹配得到候选资源集.该方法对工艺变动和车间调度有良好适应性.     

面向绿色制造的工艺规划支持系统及应用

针对绿色制造研究中缺乏明显改善环境友好性的实用方法和工具的问题,开发了一种面向绿色制造的工艺规划支持系统。该系统主要由工艺要素选择、工艺过程优化和工艺方案绿色性评价3个功能模块,以及相应的模型库组成。支撑数据库主要提供各种绿色特性数据,包括工艺绿色特性数据库、工艺清单数据库、机床数据库、刀具数据库和切削液数据库等。在数据库和模型库的支持下,对工艺过程中的原材料消耗、辅助原材料消耗、能量消耗和环境排放物等进行优化和评价,从而辅助工艺人员优化和改善产品和零件制造过程的绿色性。通过某机床厂齿轮工艺过程的规划实例,验证了该系统的可行性。     

基于.NET开发平台的离散制造车间MES的设计与研究

传统的离散制造车间生产依赖若干独立的单一功能软件,由于缺乏有效的集成与数据共享,难以达到车间生产过程的总体优化。为了对车间生产过程进行集成化管理,提高产品的生产质量,缩短生产周期,需要对制造执行系统开展研究,并开发支撑车间生产的软件系统。该文针对某重型机械企业离散制造车间现存生产调度问题及管理弊端,设计了该离散制造车间的MES总体解决方案,基于.NET开发平台的VS开发环境,开发以生产计划调度和数据管理为核心的MES系统。     

基于多代理机制的车间制造资源调度管理系统的研究

在分析车间制造资源调度特点的基础上,综合运用多代理机制、规则调度和消息通信机制等技术,建立了适应制造企业车间层生产环境的多代理模型结构。重点研究了多代理机制的实现、基于多代理结构下的通信机制和规则调度机制等关键技术,构建了基于客户机／服务器结构车间制造资源的调度管理系统的体系结构,研究了其工作流程和实现方法,并开发了基于多代理的车间制造资源调度管理仿真系统。     

个性化定制生产模式下的云制造系统设计研究

针对个性化订单具有多品种、小批量、到达时间随机和产品参数复杂多变的特点,结合J2EE和云平台技术,设计了一套具有面向用户个性化产品定制、订单预排产后下达车间生产及车间数据实时追踪等功能的云制造系统,用以对接车间,实时动态调度生产。分析了该系统的总体架构,研究了系统的关键技术,阐述了该系统在实时动态调度生产车间的运行环境。将该系统运用于某实验室的微型工厂,取得了预期的效果。     

制造企业绿色生产过程实施体系

现有的绿色制造理论在我国制造企业的生产过程中难以实施,缺乏能够应用于生产车间的切实可行的绿色制造实施体系。为此,在对制造企业生产过程绿色特性研究的基础上,构建了一种面向绿色制造的车间生产过程实施体系,包括绿色生产过程的技术基础、研究内容、软件支撑和目标;对资源环境数据中的模糊数据采用模糊实体-关系方法建模,实现了绿色生产过程数据库系统的模糊化设计,在一定程度上解决了生产过程中具有不确定性的资源环境数据在数据库中的管理问题;并基于产品数据管理提出了一种车间级绿色制造的信息集成模式,为相关软件工具的开发奠定了基础。     

面向绿色制造的工艺规划关键技术研究

绿色制造工艺规划是绿色制造的关键之一,是一种对工艺要素、工艺过程及工艺方案绿色性评价等进行优化决策和规划,从而达到减少产品制造过程中的资源消耗和环境影响的工艺规划方法。     

基于双单元制造模式的车间调度控制系统

基于敏捷制造思想研究了离散生产类型的先进制造车间的调度控制系统。在研究双单元制造模式运行和组织特点的基础上，给出了单元重组方法。研究了先进制造车间生产任务管理、生产计划、车间调度、生产运行控制、生产信息管理等问题，提出了以单元动态重组技术为基础的车间生产调度控制系统。     

常用加工制造工艺资源环境属性数据库系统研究

工艺的资源环境属性研究是绿色工艺规划技术的关键环节之一.现有许多工艺数据库缺乏对工艺资源环境属性因素方面的考虑,难以支撑绿色制造工艺规划技术的实施.运用绿色制造的思想,构建了基于B/S的常用加工制造工艺资源环境数据库系统,详细阐述了该数据库系统的体系结构并对工艺资源环境属性的量化方法及其实现方式进行了研究.     

基于可选工艺规划的优化调度研究

针对非稳定不平衡生产环境的可选工艺规划车间作业调度问题,提出一种结合工艺网络遍历优化和禁忌搜索算法和以成本、资源负荷率以及生产周期为目标的调度解决规划.使用约束规划方法对基于可选工艺规划的车间调度问题进行描述和建模,并基于ILOG的调度组件实现了算法.实践证明基于可选工艺规划的调度不仅可以大大提高生产调度的柔性,而且能够优化调度结果.     

基于Agent敏捷化车间调度系统的研究

分析了网络制造时代传统生产调度的局限性，在Agent理论的基础上，建立了车间资源调度模型。利用改进的甘特图，进行了车间调度算法分析，并编制新型调度实验系统，模拟了敏捷制造环境下的车间生产调度情况，为车间的能力评价，生产计划以及资源重组提供依据。     

智能制造 调度为先——《制造系统智能调度方法与云服务》导读

随着越来越多小微型企业对制造车间“万物感知、万物互联、万物智能”的需求,结合大数据和云计算技术,针对制造资源和生产任务,构建多种制造类型下的调度算法库,提供智能调度方案,是实现制造系统高效运行的关键。为了探讨智能调度的原理、方法和云端化实现路径,笔者撰写了《制造系统智能调度方法与云服务》一书,全面介绍了制造系统中多种复杂调度问题,重点介绍了各类调度问题对应的调度方法,结合云服务框架介绍了不同调度方法的云端化技术与实现方式,搭建了基于云计算的制造车间智能调度算法库及服务系统。本书为推动我国制造业的智能化发展和企业应用提供参考,对提升我国制造业的核心竞争力具有重要意义。     

基于知识集成的车间制造系统运行模式研究

为了有效地提高车间制造系统的制造执行能力,实现车间制造过程的优化运行,提出了一种基于知识集成的车间制造系统运行模式,详细分析了该运行模式的实现思路和构成,以及实现该模式的基于制造资源封装的工作中心服务化技术、基于知识集成的制造执行链构建方法等关键技术.最后,结合一个应用案例,验证了该运行模式的可行性和有效性.     

面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型

机械加工系统是车间层实施绿色制造的主体之一,对加工任务进行优化调度可以减少机械加工系统所产生的环境影响和资源消耗,是改善机械加工系统绿色性(即资源消耗和环境影响特性)的途径之一.基于此对面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度问题进行研究,构建其框图模型及数学模型,该模型能对调度问题的整个优化调度过程及所涉及的各种要素之间关系进行描述.结合机械加工系统的资源消耗和环境影响特性,建立该模型的目标体系,该体系包括优化调度问题所涉及的各个子目标,并对子目标的内容进行描述.最后通过案例,对面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型进行应用分析.     

基于产品制造过程内含能分级的冲压车间节能调度研究

冲压制造离散性强、工艺复杂、能量损耗较大,为实现冲压制造过程的节能和高效运行,在保证最大完工时间受影响较小的前提下降低能耗,以冲压车间为对象进行了节能调度研究。建立面向冲压车间的多目标节能调度模型,采用多目标优化算法进行求解,得到Pareto解集。提出基于产品制造过程内含能分级的方案评价与选择方法,计算出不同调度方案下各产品的制造过程内含能并进行分级处理,选择出产品制造过程内含能较小的调度方案作为最优执行方案,提高了节能调度的可行性。最后,应用某冲压车间生产实例验证了节能调度模型和基于产品制造过程内含能分级的方案评价与选择方法的可靠性,与原始调度方案相比,车间总能耗与最大完工时间均实现了降低。     

面向e-制造的工艺规划与调度集成系统研究

为了适应e-制造环境对企业生产调度提出的新要求,提出了一种工艺规划与生产调度动态集成的系统模型。在该模型中,首先采用模糊评价方法根据不同零件的完成提前期、设备利用率、其他制造资源利用率等因素进行了动态工艺路线决策,得到适合目前生产情况的工艺方案,然后根据设备的负荷系数进行制造资源决策,把工序任务分配给具体的设备。为了解决被分配到e-制造单元的工序任务调度问题,根据零件在设备之问转移时间的条件,提出了一种e-制造单元调度问题的蚁群算法模型,并根据自适应调度原理,给出生产情况变动时动态调度策略,保证了调度结果的可行性。     

虚拟产品制造规划中仿真优化技术的研究与应用

论述了制造系统的仿真与优化技术在规划中所起的巨大作用,提出了将工艺计划和生产计划的集成规划置于制造系统仿真的多级优化环境框架,并对仿真优化的目标进行层次分类,最后通过生产线系统设计实例,验证了本文的部分核心思想,为工程师进行产品制造规划提供了有力的前瞻性预测工具。     

基于动态资源能力服务的分布式协同调度技术

基于云制造技术中面向服务的思想,针对现有异地分布多车间协同生产计划的关联协调问题,提出并建立一种以云制造思想为指导的基于动态制造资源能力服务化的分布式协同生产调度技术。通过分析多车间协作生产下的制造资源动态服务共享和关联协调的问题,建立基于服务性制造资源的协同生产调度技术总体框架;提出服务性资源的地域和能力相结合的筛选规则,形成面向多车间协同生产的空闲占用和插入调整相结合的作业排产技术;提出资源指定占用下的作业排产处理技术,解决了协同生产环境下特定车间基于制造资源能力局部能力占用的调度排产;针对生产过程中频繁发生的突发事件,提出以降低生产扰动影响范围的时间容忍度技术及基于移动处理方式的动态调度方案调整技术,解决了制造资源服务动态变化下的快速响应处理问题。通过应用实例对以上关键技术进行了验证。     

多Agent分布式车间动态调度仿真系统研究

研究了在现代制造环境下制造车间生产过程的动态调度问题。针对动态调度的特殊要求,提出综合运用多智能体技术(MAS)和合同网协议(Contract Net Protocol,CNP)实现现代制造车间生产过程动态调度的方法,建立了多Agent车间调度系统(Multi-agents SchedulingSystem,MASS)分布式框架结构,实现了系统不同层次Agent之间的通信协作,构成了适应实际生产环境的MASS分布式仿真系统,并以一类中小规模机械加工车间动态调度的仿真研究说明所提出方法的思路和可行性。