一种CAPP和车间作业计划的集成模式

ＣＡＰＰ和车间作业计划是ＣＩＭＳ环境下，车间生产活动的两项重要内容。本文提出了一种分布式ＣＡＰＰ和独立制造岛生产作业计划的订成模式，该模式基于车间（制造岛）制造资源的可用性和来自车间现场的实时反馈。     

一种独立制造岛作业计划的编制方法

本文分析、讨论了ＣＩＭＳ环境下,采用独立制造岛生产模式的车间作业计划的调度规则和编制问题在此基础上,给出了一种独立制造岛作业计划的编制方法     

一种独立制造岛作业计划的编制方法

本文分析，讨论了ＣＩＭＳ环境下，采用独立制造岛生产模式的车间作业计划的调度规则和编制问题，在此基础上，给出了一种独立制造岛作业计划的编制方法。     

面向PPC的CAPP集成框架

功能集成已成为制造系统开发研究的前沿．生产调度（ＰＰＣ）和工艺规划（ＣＡＰＰ）的集成被认为是解决目前存在问题的有效途径．在分析现有系统的基础上,提出了一个面向生产调度的工艺规划集成系统（ＣＤＩＣＡＰＰ）框架．该系统应用并行分布式功能集成方式和层次控制结构,把两个系统有效地集成起来,其工艺计划具有适应于调度的柔性,并具有可重用性,能充分反映车间的动态性和资源利用的计划性;其工艺规划具有可实施性．并提出了实现系统的关键技术——设备时间计划表,把动态信息作为共同的决策基础．     

CAPP和PPC的集成决策模型与算法

实现ＣＡＰＰ和ＰＰＣ功能集成是从根本上解决生产计划与工艺整体优化的途径．根据ＣＡＰＰ和ＰＰＣ多级并行分布式集成体系结构,研究了支持ＣＡＰＰ和ＰＰＣ功能集成的决策模型与算法,建立ＣＡＰＰ和ＰＰＣ的集成决策目标以及在该统一目标下的多层集成单元递阶决策的模型,设计有效支持该决策模型的工艺技术分析算法和瓶颈处理算法．该模型和算法强调相关决策活动并行完成与将工艺计划和生产（作业）计划作为一个整体进行优化的原则．仿真实验结果表明,模型和算法是正确可行的．     

集成式液压系统油路块CAPP系统开发研究

在综合分析各种ＣＡＰＰ系统应用模式的特点及实际情况的基础上，提 出了液压集成油路块ＣＡＰＰ系统－ＪＫＣＡＰＰ的应用模式：以派生型为主、 检索型为辅、交互型为补充的实用型、多层次、综合应用模式．介绍了 ＪＫＣＡＰＰ系统的功能、特点、工作原理及各功能子模块．该成果已应用于液压 系统ＣＡＤ／ＣＡＭ一体化集成软件系统．     

一种面向车间的CIM方案

本文分析，讨论一种针对中小批量，多品种生产的车间ＣＩＭ方案－－独立制造岛，在分析该方案特点的基础上，对该方案的总体规划和作业计划问题进行了阐述。     

支持CAD／CAPP／CAM集成和并行的制造特征

由于设计和制造过程的复杂性,目前还没有一种有效的方法能彻底解决产品设计、制造和生产管理等生命周期内各个阶段的信息集成问题．探讨了并行工程下的ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ的集成框架,提出了支持ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成和并行运行的制造特征,并在商品化ＣＡＤ／ＣＡＭ软件ＵＧⅡ上进行了开发工作．该系统已通过纺织行业箱体、柴油机行业的油泵以及机床厂的主轴箱等多种零件考核．     

基于集成平台的CAPP和PPC集成系统

按照ＣＡＰＰ和ＰＰＣ的多级并行分布式集成体系结构建立ＣＡＰＰ和ＰＰＣ集成系统ＳＩＰＰ．该系统采用五层集成结构,用一级实现所有层次的集成功能,用逻辑分布模拟物理分布,系统可以在一台或多台计算机上实现．该系统基于统一的集成平台,易于达成巨量中间过程决策数据的共享,确保了功能集成的实现,同时也实现了与ＣＡＤ、资源建模等其他系统或功能的集成．系统可用来对ＣＡＰＰ和ＰＰＣ的整个集成过程进行仿真,生成整体优化的工艺计划和生产计划．     

CAPP过程中的约束分析

随着并行工程（ＣＥ）概念的提出，对ＣＩＭ中的一些过程，如计算机辅助工艺规程（ＣＡＰＰ），必须作一个重新的认识、分析和改进，以满足ＣＥ提出的诸多要求．从约束的观点出发，对工艺设计过程中的零件需求、毛坯选择、加工过程选择、机床选择、刀具及辅助设备选择、切削参数选择等阶段及整个工艺设计在制造过程中的作用与要求作了分析．从不同的角度对ＣＡＰＰ的各个阶段和环节提出了不同的需求，以期望这些约束分析能有助于ＣＡＰＰ发展，并适应现代制造工程的需要．     

基于多工艺方案的车间作业计划方法研究

对工艺设计与生产调度集成的必要性和可行性进行了分析，讨论了工艺设计与车间作业计划之间的关系．针对多品种小批量的单件生产车间提出启发式的车间作业计划方法，其决策基于多工艺方案、可替代机床和调度规则，生成车间作业计划，并能及时对车间作业计划进行评价和调整．在此基础上，建立了基于多工艺方案的车间生产作业计划决策系统     

Model of production planning and scheduling in shop floor based on collaboration and competition

The planning and scheduling in real shop floor is actually achieved by coordination between different persons. In this process, cooperation is mainstream, but competition also exists, for example, the competition between different groups, operators with the same skill, etc. In multi-agent based shop floor management and control system, this competition and cooperation relation must be embodied. The general process of shop floor production planning and scheduling is studied, and a colored Petri-net model for the competition and cooperation process of three main agents in such system to achieve shop floor production planning and scheduling is presented. The evaluating method of bids in bidding process that especially embodies the competition relationship is also presented. This colored Petri-net model gives a clear illustration of this complex coordination process to system designers, effectively promotes the cooperative development. Foundation item: Supported partly by the Hi-tech Program of China (China 863) (No. 863-511-943-009) and the National Natural Science Foundation of China(No. 59990470) Biography: Liu Shi-ping(1971-), male, Ph. D. candidate, research direaction: CIMS, intelligent manufacturing.     

A PSL Ontology-based Shop Floor Dynamical Scheduler Design

Due to the complex, uncertainty and dynamics in the modern manufacturing environment, a flexible and robust shop floor scheduler is essential to achieve the production goals. A design framework of a shop floor dynamical scheduler is presented in this paper. The workflow and function modules of the scheduler are discussed in detail. A multi-step adaptive scheduling strategy and a process specification language, which is an ontology-based representation of process plan, are utilized in the proposed scheduler. The scheduler acquires the dispatching rule from the knowledge base and uses the buildin on-line simulator to evaluate the obtained rule. These technologies enable the scheduler to improve its fine-tune ability and effectively transfer process information into other heterogeneous information systems in a shop floor. The effectiveness of the suggested structure will be demonstrated via its application in the scheduling system of a manufacturing enterprise.     

基于多Agent车间控制系统的框架

分析了敏捷制造模式下车间生产的组织方式,提出了分层、分散、协调的车间控制结构。应用多Agent理论和分布式对象技术,构造了基于多Agent的车间控制系统的集成框架。确定了系统中各Agent的功能,以及相互之间的通信与协作关系,使得各Agent相互协作,产生一个敏捷的、自治的并支持全局优化的车间控制系统。     

柔性流水作业排序问题的贪心算法求解

柔性流水作业排序问题是一类复杂的车间作业调度问题。针对通常情况下调度问题求解困难的问题,给出了求解柔性流水作业排序问题近似解的贪心算法,并对其性能进行了分析测试。结果表明,虽然该贪心算法求出的近似解与最优解相比有一定误差,但由于其时间复杂度较小,因此对求解车间作业调度问题仍有一定的现实意义。     

基于Petri网的车间控制器平台研究

着重于车间控制器的开放性提出了车间控制器平台的体系结构.车间控制器平台的核心是运控Petri网.该文给出了运控Petri网的定义.和一般的Petri网相比,运控Petri网主要增加了控制规则以及和外部信息进行交互的接口.实现外部接口的技术方案是车间控制器平台的关键技术,这些接口包括控制设备的虚拟制造设备(VMD)接口、数据库访问接口以及文件访问接口,通过这些外部接口为车间调度提供了全面的车间信息.     

面向作业车间调度问题的遗传算法改进

为了获得遗传算法在作业车间调度问题上的最优化解,提高算法的迭代速度,研究了遗传算法的改进方法,以工件的加工时间最短为目标建立调度模型。在算法上提出了基于概率改进的具有自适应能力的交叉与变异算子,以求作业车间调度问题的最优解。在遗传算法上采用精英保留策略方法,并结合改进的自适应算子对问题进行求解。以基准案例LA01和FT06作为实验仿真对象,获得了相应的甘特图以及搜索过程曲线。仿真结果表明,与未改进的算法相比,该算法能够更加快速地获得最优解。改进后的算法在搜索上更加快速有效,在求解作业车间调度问题上具有一定的可行性,更加适合工业加工生产。     

基于Petri网和GASA的双资源JSP动态优化调度

以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模.该模型不仅能够反映柔性生产线上待加工产品的多条工艺加工路径及其资源约束,还可以对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述.利用遗传算法和模拟退火算法(GASA)获得调度结果,用于解决作业车间在机床、操作工人等生产资源制约条件下的动态优化调度.该调度以生产周期为目标,通过多种交叉、变异、概率更新、再分配策略等遗传和模拟退火操作,得到目标的最优或次优解;尤其重要的是该算法能够在扰动发生后迅速提供新的调度计划.对算法进行了仿真研究,结果表明该算法是可行、有效的.     

考虑多种时间因素的作业车间调度优化

为了简化模型和研究的需要,在大部分作业车间调度研究中,加工时间是主要考虑对象,但是统计表明非加工过程时间在生产制造过程中的占比超过90%。车间生产过程的调整时间、运输时间和故障时间等辅助时间在调度中有着重要作用,时间因素的忽略导致很多调度结果不能在实践中得到良好的应用。针对这个问题,根据作业车间生产实际过程,从调度的应用出发,综合分析了运输时间、调整时间、等待时间、故障时间、加工时间等多种作业车间时间,研究了多种辅助时间条件下的作业车间调度问题,建立其调度模型并设计了改进遗传算法进行求解。最后验证和比较了作业车间经典调度用例,结果显示,考虑时间因素对作业车间调度优化性有较好的改进。     

基于Web-MMS车间自动化通信模型设计与评价

在分析MMS以及Web服务技术的基础上,提出了车间控制系统的通信模型设计方法,构建了基于Web服务遵循MMS标准的车间控制系统通信模型.为了使车间控制通信系统具有实用性和可靠性等特点,进行了基于Web-MMS的通信模型的Petri网动态行为分析.在此基础上,进行了车间控制的通信原型系统的设计,并进行了通信模型的性能评价.分析结果表明,基于Web-MMS的通信模型设计方法是有效可行的.