面向設備布局和作業(yè)調(diào)度的車間虛擬制造關鍵技術研究.pdf

1、虛擬制造的概念最早由美國學者在20世紀90年代初提出,它一問世便成為現(xiàn)代創(chuàng)新制造技術的代表.近十幾年來,隨著計算機建模與仿真技術飛速發(fā)展,虛擬制造技術的研究取得了長足的進步.制造車間是制造企業(yè)的基礎環(huán)節(jié),是企業(yè)管理與生產(chǎn)執(zhí)行的結合部位,它在整個制造系統(tǒng)中起到承上啟下的作用.因此,車間生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的有效控制,對提高企業(yè)競爭力非常重要.而車間設備布局與作業(yè)調(diào)度的優(yōu)化控制對控制企業(yè)生產(chǎn)成本和縮短產(chǎn)品上市時間有著極其重要的作用,并且

2、二者相輔相成.因此,本文將虛擬制造先進理念運用于制造車間,引入虛擬現(xiàn)實和優(yōu)化技術,開展面向車間設備布局和作業(yè)調(diào)度的虛擬制造關鍵技術研究,旨在改進傳統(tǒng)車間管理和控制水平.本文的研究工作主要包括以下五個部分:①研究制造企業(yè)虛擬制造的特點,提出分層的虛擬制造系統(tǒng)結構,并根據(jù)車間制造系統(tǒng)的特點,建立了車間級虛擬制造的框架模型;②遵循最小物流費用原則,采用布局的塊樹表達方式,對車間設備布局進行了遺傳算法優(yōu)化設計,并按照優(yōu)化結果生成車間的虛擬場景,

3、計算結果表明了算法的有效性;③考慮到車間物流費用和車間面積雙目標優(yōu)化問題,提出了車間設備布局的多目標優(yōu)化方法,仿真結果表明算法取得了良好的效果;④將腦模型聯(lián)接控制器與遺傳算法相結合,提出了一種全新的車間布局多目標優(yōu)化方法,該方法具有自學習,自適應的特點,并運用算例驗證;⑤研究機床-工人雙資源、時間-成本雙目標的車間作業(yè)調(diào)度問題,提出了啟發(fā)式規(guī)則、模糊優(yōu)選技術與遺傳算法相結合的調(diào)度算法,算例驗證了啟發(fā)式規(guī)則和模糊優(yōu)選技術的引入提高了遺傳算