基于工序约束并行机模型的冲压线调度

根据双向冲压线的实际生产特点,提出了一种基于工序约束并行机的双向冲压线调度模型.在该模型中,工件同时在牛产线两端按设备顺序加工,且加工工件及其加工开始时间和完工时间受生产线两端工件工序数目约束和生产线设备加工能力的约束,给出了该约束的规则;设计了启发规则和遗传算法混合的求解算法.最后,以最大完工时间为优化指标进行验证,证明该模型具有较好的实用价值.     

多工艺路线的批量生产调度优化

以优化生产周期为目标,研究了多工艺路线的批量调度问题,提出了一种基于工序优先级的调度算法,并将该算法嵌入到遗传算法中,得到了全局优化的批量调度算法。遗传算法搜索最佳染色体,调度算法把染色体解码为调度。在调度算法中,采用了3种提高生产率的策略,即区分批量启动时间与工序加工时间,在工件到达机床之前做好准备工作;把一批工件分成多个小生产批次,每批次独立加工:一批工件加工部分后就运向后续加工机床,缩小后续机床的等待时间。仿真表明,该调度方法能取得较好结果。     

求解多工艺路线调度问题的改进遗传算法

针对在实际生产过程中,各类工件存在多种加工工艺路线,并且工件每条加工工艺路线包含的工序总数不确定的问题,以最大完工时间最小为优化目标,建立了工件加工路线和工序加工优先级同步优化数学模型。针对同步优化问题的特点,设计了基于工序优先级的矩阵编码方式,同时为了避免产生不可行解、提高算法的优化性能,设计了多种与问题相适应的交叉与变异操作方法。通过实例仿真证明,该算法可以有效地解决多工艺路线的车间作业调度问题。     

柔性作业车间中基于工序分批的调度问题与求解

考虑到柔性作业车间分批调度中不同工序具有各自合适批量大小,提出了基于工序分批调度的概念,建立了以关键路径工序为中心的分批调度模型。该模型动态更新可加工工序子批集,同时更新可选加工机器,及时调整加工路线,为不同工序安排大小合适的批量,以达到优化完工时间、有效降低总加工批次的目的。实验结果表明,相比基于工件分批的调度,该模型在优化最长完工时间、提高机器利用率的同时,大幅减少了总加工批次数量(42%),降低了车间调度管理的复杂度。     

成批生产计划调度的集成建模与优化

针对多品种批量生产类型,建立了调度约束的生产计划与调度集成优化模型。模型的目标函数是使总调整费用、库存费用及生产费用之和最小,约束函数包括库存平衡约束和生产能力约束,同时考虑了调度约束,即工序顺序约束和工件在单机上的加工能力约束,保证了计划可行性。该模型为两层混合整数规划模型,对其求解综合运用了遗传算法和启发式规则,提出了混合启发式求解算法。最后,针对某机床厂多品种批量生产类型车间进行了实例应用,对车间零件月份作业计划进行分解,得到各工段单元零件周作业计划,确定了零件各周生产批量与投产顺序。     

多工艺路线下柔性加工系统Petri网调度方法

为解决多工艺路线下的柔性加工系统(Flexible Machining System under Alternative Routes, FMSAR)中加工和运输工序集成调度困难、生产效率低下的问题,以完工时间为目标,考虑工件加工、工件运输、工件批量和多工艺路线的情况,建立了柔性加工系统赋时变迁Petri网模型,该建模方法避免了工件共享资源造成的死锁情况。在此基础上,以可行变迁序列为输入,设计了实际代价函数和启发式预估代价函数,并结合波束搜索框架,只对每个搜索阶段的部分优秀节点进行下一步拓展,减小了可达图搜索空间,提高了算法运行效率。通过实例分析和算法对比,验证了该建模方法的可靠性和优化方法的可行性。     

一种高效装饰节点的开槽加工方法

单位承接了一种高效装饰节点的生产加工任务,在订货任务饱满的情况下,年产量约12万件。由于是首次对该类型工件进行大批量生产加工,这就对我部门的生产加工能力提出了很大的考验,要求各部门的各工种在生产加工的各个环节中要紧密配合,在规定时间内完成各工种、各工序的加工生产任务。各生产部门细致的讨论、研究,制定出了初期的加工工序路线。加工中心班组主要针对十字槽开槽工序的加工生产。小工件、大批量的开槽加工、生产费时费力,且只有一台X63W卧式铣床符合开槽加工生产条件。能否顺利完成生产任务,所有的不确定因素都汇总到开槽加工这个环节。本文主要阐述一种高效装饰节点的开槽加工方法。     

考虑工件外协的模具热处理车间生产计划

热处理是模具制造过程的瓶颈工序,对整套模具的交货期和制造成本会产生重大影响。热处理车间的生产调度具有批调度特征。在两阶段柔性流水车间中考虑了工件外协,并将热处理车间的生产计划分成周期滚动计划、淬火阶段上机计划和回火阶段上机计划3个层次;以最小化制造成本为调度目标,分别构建这3个阶段的调度算法,并通过多种实验算例说明该算法的有效性。实验结果表明:设置最小等待重量策略的制造成本明显高于其他3种策略的调度成本,在不考虑工件外协的情况下,所提出的上机调度策略的调度结果略优于设置最大等待时间策略的调度结果,考虑工件外协的调度策略的结果是4种策略中最优的。     

面向低碳的工艺规划与车间调度集成优化

为更好地减少制造过程中的碳排放,弥补将工艺规划与车间调度分开碳排放优化时忽略了工艺规划方案中加工方法和工艺路线对调度阶段各工序加工机床分配方案、搬运距离以及工件加工顺序的影响,提出一个集成优化工件各特征加工方法、工艺路线、工件加工顺序以及各工序的机床分配,以实现制造过程碳排放和最大完工时间最小的多目标集成优化模型;针对集成优化模型中优化参数较多且相互影响的特性,提出一种前后相关联的四段式编码方法,采用NSGA-II算法求解,通过将所得的集成优化结果与先进行面向低碳的单目标工艺规划优化,再进行面向低碳的多目标车间调度分开优化结果进行对比,说明提出的集成优化模型可以得到更低的制造过程碳排放和完工时间,从而验证了集成优化模型的有效性。     

一种新型的作业车间调度算法的研究与实现

将工件的剩余加工时间分为相对剩余加工时间和绝对剩余加工时间 ,提出了优先分配启发式算法的一种新的优先分配规则 ,即相对剩余加工时间最大的概念 ,把调度分成多个阶段的部分调度 ,通过比较部分调度集合中的可调度工序的相对剩余加工时间 ,求解出每个部分调度的最优解 ,从而使整个调度达到全局最优或近似最优。最后 ,开发出调度软件 ,验证了算法在工程中的可行性、有效性。     

基于启发式倒排算法的配合加工调度问题研究

实际生产中的配合加工调度问题是生产调度理论研究的一个难点,它既要考虑常规调度标准约束,还要考虑工件与工件之间的配合工序约束.以最短加工时间为目标函数,建立配合加工调度模型,并采用启发式倒排算法对其进行求解.该算法能有效保证工件交货期,最后以一个实例验证算法的有效性.     

考虑机床调整和工件批量加工的车间调度问题模型研究

针对工件品种多、工序复杂,机床在批量同种工序首件加工前需进行调整等问题,研究出一种以机床总能耗最小和工件的最大完工时间最小为优化目标的生产调度模型。使用遗传算法对提出的模型进行快速精确求解。运用Matlab软件平台对实际案例进行仿真,将新旧模型的计算结果进行对比,结果表明建立的模型是有效和实用的,能更有效地指导实际生产。     

面向实际生产的冲压车间调度问题研究

在大部分对汽车冲压车间调度的研究中,冲压车间被简化为一类job shop模型的作业车间。根据汽车双向冲压生产线的实际生产特点,笔者提出了基于工艺约束并行机的双向冲压生产线调度模型。在该模型中,工件按设备顺序在生产线两端同时加工,且加工的工件及其加工时间和完工时间受两端工件工序数目约束。然后设计了启发规则和遗传算法混合的求解算法,最后以最大完工时间为优化指标进行验证,得到了具有很强实际应用价值的调度结果。     

数控重型卧式车床钻铣削加工装置设计

重点阐述数控重型卧式车床的新型加工装置,针对目前部分行业对重型零件的特殊加工要求,通过对常规数控重型卧式车床的加工能力的拓展,在此基础上设计开发新装置,并运用数控系统控制完成四轴四联动的加工能力,以此来满足重型特殊零件的车削、铣削、钻削等加工工序。该装置提高了机床的加工能力和加工效率,缩减了加工工序时间,具有结构简单、调整方便、操作轻便灵活、可靠性高等优点,从而保证了工件的加工精度。     

基于质量流模型的关联多工序制造过程加工质量研究

为了提升智能车间工件加工质量的合格率,考虑到相邻工序间的加工质量传递的影响,提出一种基于质量流模型的关联多工序制造过程加工质量分析模型。根据工件加工流程建立多工序制造过程质量流模型,识别出影响制造过程质量的瓶颈工序;根据制造过程参数提出了加工质量修改建议;通过某智能车间零部件工作缸的生产过程进行验证,由该模型计算出的工件加工合格率与历史数据相比,相对误差为0.35%。实验表明,该模型可以反映实际生产制造的过程,验证了模型的实用性。     

基于并行工程的CAPP与生产调度集成研究

传统的OAPP是基于制造资源静态考虑的，在实际生产调度时，由于现场资源的不断变化，往往导致原工艺计划与生产实际条件不符，需要做重新设计、反复修改等调整。针对这些情况，本文基于并行工程理论，提出了工序分段设计的OAPP系统和基于扩展事件再调度策略的生产调度系统的集成。本系统既可以缩短待加工工件进入生产的等待时间，又能够减少因紧急事件的发生所造成的OAPP原工艺计划的大调整，保证OAPP的时效性。另外，当某关键设备发生故障时，允许其上未完成工序的工件到可替代设备上加工。实例验证了本系统的可行性和有效性。     

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。     

不确定环境下Job Shop重调度执行成本研究

为提高不确定环境下Job Shop制造车间重调度的稳定性以及方案的可执行性,建立了基于工件和机器两个层面的预调度实施损失函数,综合加权相同工序的时间偏差成本、相同工件的相邻工序的时间偏差成本、设备的工作时间偏差成本以及等待时间偏差成本,实现对重调度执行成本的衡量,降低实际执行的重调度方案不能满足预期生产目标的危险。最后通过仿真,验证了研究重调度执行成本的必要性。     

面向FMS生产调度和控制的零件动态工艺模型研究

提出一种基于ＦＭＳ生产调度与控制的零件动态工艺模型。该模型由零件加工工序和各个工序之间的约束关系描述两部分组成,去掉了传统人为的加工顺序约束,易于与生产调度控制系统集成,能充分发挥ＦＭＳ生产调度柔性的特点,为ＦＭＳ优化生产调度的料现提供一条较好的途径。     

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.