面向网络化制造的多工艺路线规划与调度集成

针对传统的工艺规划与生产调度方法难以满足网络化制造环境下多工艺规划与生产调度集成的问题,建立了一种多工艺路线规划与生产调度集成数学模型,以实现网络化制造环境下多制造任务的工艺路线规划与生产调度的协同决策,产生符合实际生产需要的工艺路线与生产调度方案.为了实现对该集成数学模型的有效解算,分别设计了遗传算法与免疫算法的模型解算方法进行求解,并比较了这2种解算方法的解算效果.仿真结果表明,采用所建立的集成数学模型与解算方法可有效解决网络化制造环境下多工艺路线规划与调度集成的问题,但在求解效率与精度上免疫算法要优于遗传算法,从而为实际应用提供了借鉴.     

协同生产计划调度系统及其关键技术

分析了网络化制造环境下生产计划调度的需求和特点,提出了一种面向动态联盟的协同生产计划调度系统的体系结构,并深入研究了实现协同生产计划调度的关键技术.首先对协同信息交互的立体结构和基于XML(eX-tensible Markup Language)的信息交互机制进行了分析,引入基于协商的协调机制和冲突消解策略,最后探讨了计划调度的快速优化算法,以实现对生产计划调度系统的协调优化.在此基础上,建立了原型系统,对上述关键技术进行了应用验证.应用表明,该系统具有良好的扩展性和适应性,能够实现动态联盟生产过程中的自治和协同.     

半导体芯片制造混合调度方法

针对半导体制造系统设备性能的多样性、多产品混合加工以及可重入性等特点,采用遗传算法和动态调度规则结合的方法优化生产过程.首先,通过遗传算法优化工件加工路径;然后,通过动态控制策略确定工件加工顺序.最后,进行仿真实验,比较了不同动态调度规则和遗传算法混合使用的效果.结果表明,通过遗传算法能够得到较优化的结果.     

集装箱港口集疏运调度系统作业模式的仿真分析

为解决复杂的集装箱港口集疏运系统多阶段动态调度的问题,借鉴柔性制造系统(FMS)生产调度问题的研究方法,提出了由集装箱集疏运问题向FMS生产调度问题转化的方法和模型;分析了各个阶段动态调度的决策点和决策规则,提出了基于规则的方法实现集装箱集疏运系统的实时动态调度,为集装箱码头调度问题的研究提供了新思路和新方法.利用WITNESS仿真工具分别模拟了面向作业线的静态调度和面向作业面的动态调度两种集装箱集疏运调度模式,结果表明,动态调度模式的效率提高了约9.66%.     

支持动态重构的制造系统逻辑控制器设计方法

支持动态重构的制造系统可通过组元升级、组态调整形成新的生产能力和功能,针对制造系统混流生产、快速重构的特点,其逻辑控制器也必须适应这一要求.提出了一种基于可重构Petri网的制造系统逻辑控制器设计方法.首先,根据制造系统的加工控制需求建立逻辑控制器形式化模型;其次,根据系统重构方式给出网重写规则;最后,逻辑控制器根据重写规则动态重构自身结构以适应新的生产需求.制造系统的变化通过重写规则可快速、自动重构成新的系统逻辑控制器并且其行为特性是可判定的.实际应用证明了该逻辑控制器设计方法的有效性和正确性.     

基于混合遗传算法的两流薄板坯连铸连轧流程生产调度系统

首先建立了两流薄板坯连铸连轧流程生产调度规则库.然后根据该生产流程的特点,提出了遗传算法新的编码、交叉、变异操作及改良的概念,并在遗传算法的初始种群建立和改良过程中引入调度规则.在此基础上,利用调度规则和遗传算法相结合的混合遗传算法建立了两流薄板坯连铸连轧流程生产调度系统.该调度系统可以较好地解决两流薄板坯连铸连轧流程的动态调度问题,进一步优化生产组织.     

面向船体曲面分段建造的空间调度方法

针对船体曲面分段生产调度复杂且具有时空耦合特性,提出船体曲面分段建造动态空间调度方法,建立动态空间调度流程.根据船舶建造分段搭载网络计划图,确定曲面分段建造开始时间和结束时间,并利用空域思想确定船体分段在工作平台上的空间位置;考虑到系统干扰和不确定因素的存在,提出了自适应时空调整策略.最后,以上海某造船厂曲面加工车间分段制造数据为例进行了验证.结果表明,所提出的调度方法能有效地提高船舶生产效率和空间利用率.     

基于Q-学习的动态单机调度

针对当前基于Q-学习的Agent生产调度优化研究甚少的现状,利用Q-学习对动态单机调度问题在3种不同系统目标下的调度规则动态选择问题进行了研究.在建立Q-学习与动态单机调度问题映射机制的基础上,通过MATLAB实验仿真,对算法性能进行了评价.仿真结果表明,对于不同的系统调度目标,Q-学习能提高Agent的适应能力,达到单一调度规则无法达到的性能,适合基于Agent的动态生产调度环境.     

电力调度管理信息系统的设计与实现

在企业内部局域网上建设“电力调度管理信息系统” ,实现电力调度信息的网络化、自动化和无纸化管理 ,为生产决策提供实时有效的信息 ,提高企业管理效率及决策正确性 .文章介绍开发“电力调度管理信息系统”的必要性、系统结构和功能 ,探讨用户管理和动态流程的实现方法     

基于UPPAAL的虚拟生产系统仿真

虚拟生产系统(VPSs)是一种为应对易变的和不确定的制造环境而提出的新型生产资源结构形式.针对VPSs的特点,提出了基于自治与协调机制的控制结构.应用赋时自动机理论以及在UPPAAL的辅助下,对VPSs进行了DEDS的建模.为获得期望的性能(生产流程和时间)和行为特性(避免冲突和死锁),设计了基于启发式调度规则的自治与协调监控器,并进行了系统分析和时间最优调度的计算与仿真,从而构建起兼顾控制和调度问题的VPSs闭环监控系统.     

一般生产调度问题的统一结构

分析了离散制造、间歇过程及连续工业的生产调度背景及需求，并依此说明各类企业的生产调度问题存在结构共性，可以归纳成一般生产调度（ＧｅＰＳ）问题来研究。这种ＧｅＰＳ问题可用混合动态系统来描述，它既包括描述基本生产过程的连续时间动态，又有描述实时事件发生及相应决策处理的离散事件动态，这两种动态是实时交互的。用水箱切换实例说明了ＧｅＰＳ问题的混合动态和模型特点。     

面向工业企业的微型机辅助生产管理系统

本文介绍一个在MC-68000微机上开发的面向大、中型企业的生产管理系统。在研制过程中,综合应用了系统工程、现代化管理和计算机技术。其中包括:采用目标规划数学模型确定工厂年、季、月生产计划,采用A-B-C分类法作出物料需求计划;提供多种模拟优先原则安排车间作业计划,还建立了一个用于生产管理的关系式数据库。系统具有投资少、功能强、使用方便、有良好的扩展性等特点。适用于单件、小批量、多品种或兼有多种批量、生产类型复杂的大、中型企业。     

分布式炼钢-连铸在线生产调度系统

分析了炼钢—连铸生产管理特点,给出分布式在线生产调度系统的总体结构,并描述了专家系统、启发式算法和人机交互相结合的生产调度计划集成化编制方法·现场实际运行表明：该系统可快速准确收集生产实绩数据,完成生产过程在线监视;编制出符合现场情况、满足工艺要求的高效生产调度计划·     

考虑工人疲劳和学习效应的装备制造车间动态调度

针对大型装备制造车间人机双资源调度中工人疲劳和学习效应集成优化难的问题,基于指数型疲劳表征和DeJong学习曲线,构建混合整数规划模型。根据双资源调度问题的编码特征,结合排序规则生成初始调度方案,结合移除和插入操作设计自适应大邻域搜索算法,以求解人机双资源分配、工件排序、动态调度等子问题。同时,围绕紧急插单、机器故障、工人离岗等扰动设计重调度策略,基于原有算法实现动态调度,并进行算法测试。结果表明,与求解器、规则、遗传算法等相比,所提算法找到了完工时间更短的调度方案,且在紧急插单、机器故障、工人离岗等动态调度场景下,也能够给出更好的结果。所研究的装备制造车间调度问题同时考虑了工人疲劳与学习效应,对应算法可为大型装备制造排产系统开发提供参考。     

Process Planning and Scheduling Integration in an Open Manufacturing Environment

New open manufacturing environments have been proposed aiming at realizing more flexible distributed manufacturing paradigms, which can deal with not only dynamic changes in volume and variety of products, but also changes of machining equipments, dispersals of processing locations, and also with unscheduled disruptions. This research is to develop an integrated process planning and scheduling system, which is suited to this open, dynamic,distributed manufacturing environment. Multi-agent system (MAS) approaches are used for integration of manufacturing processing planning and scheduling in an open distributed manufacturing environment, in which process planning can be adjusted dynamically and manufacturing resources can increase/decrease according to the requirements. One kind of multi-level dynamic negotiated approaches to process planning and scheduling is presented for the integration of manufacturing process planning and scheduling.     

采用实时生产信息的单元制造任务动态调度方法

运用无线射频技术来实现对制造单元加工现场实时生产信息的动态获取,并针对制造单元生产过程中常发生的新任务加入、设备损坏和交货期更改的不确定性事件,以制造任务最短完工时间为调度目标,建立了单元制造任务的动态调度模型,通过引入爬山搜索方法构建了混合遗传算法,实现了对该模型的有效解算.混合遗传算法的进化操作由选择、交叉、变异与爬山进化算子组成,可有效地提高算法的收敛速度,在开发的采用实时生产信息的单元制造任务动态调度系统上进行了调度案例验证,结果表明,所提出的方法可以有效地解决不确定性事件的单元制造任务的动态调度问题,从而提高了调度方案与制造单元实际生产需求的一致性.     

基于仿真的调度规则组合决策研究

针对车间调度规则组合的多目标优化问题,提出了一种基于仿真的评估决策模型. 通过仿真获得不同调度规则组合下的方案集合,在利用层次分析法获得性能指标权重的基础上,采用灰关联理论计算各结果方案对于单项指标的关联系数,实现了基于灰色关联度的方案评估,并导出了最优的调度规则组合. 调度规则组合决策体现了用户对系统性能指标的要求,解决了传统依靠经验进行调度规则选取的问题,优化了制造系统的运行.     

分散网络化制造模式下协调调度的遗传算法

讨论了在生产实际问题中利用遗传算法实现具有各制造单元间协调功能的生产计划与调度系统，为了把遗传算法应用到生产实际的协调调度的环境中，提出了自己的编码方式，在此基础上实现了针对调度问题的遗传算法，并通过Agent实现异地调度系统之间的协调通信，这一工系统适合于分布式、自治的场合，满足分散网络化控制中各个分布式单元具有智能与自主的控制特征要求。