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车间生产调度是制造企业生产管理中的关键环节,是实现先进制造管理模式及提高生产效益的重要手段。随着德国“工业4.0”计划的推进,智能化的生产模式已成为当今国内外制造企业的发展方向,高度灵活、个性化和数字化的产品生产与服务模式已成为发展主流。信息化管理已渗透到企业管理的方方面面,信息系统的交互已成为各个单元协调合作的重要渠道。本文依托XXX设备制造企业的需求,立足于生产过程,旨在开发一套面向柔性作业车间的生产调度系统软件。 本论文围绕该调度系统的开发而展开,主要研究内容如下: (1)阐述了车间调度问题的研究背景、分类及国内外研究现状与最新进展,提出了本文研究的目的及意义。明确了柔性作业车间生产调度系统的实际需求,总体规划与设计了生产调度系统的主要功能模块,系统开发的软件环境及实施方案。 (2)研究了基于生产资源的柔性作业调度订单任务优选方法,提出了综合考虑工件交货期、工件重要度及加工难易程度要求以及车间生产资源能力平衡、最大利用率等多目标的调度任务优选方法。构建了柔性作业车间设备的可互换性规则和辨识算法,提出并研制了基于订单优先级、设备生产能力即互换规则等约束下的订单多工艺方案自动平衡和优选算法,以有效解决订单任务及生产资源共同约束下的柔性作业调度难的问题。 (3)分析了实际车间生产调度与传统理论研究间的异同,从调度算法及方法上,提出了面向实际生产车间调度的解决方案。提出了基于活动解码的、考虑非机加工时间影响的免疫遗传算法(IGA-Ad)。分析了多品种小批量柔性作业调度问题的车间资源制约因素和决策要求,建立了多约束多目标的调度问题模型,提出了一种资源驱动的柔性作业车间多目标调度算法(MoSM-RFJ)。 (4)针对多品种小批量生产过程中的任务多变,工艺对任务控制的不稳定性等动态调度问题,设计了一种受影响工序最小变动量右移策略,解决了紧急件插入、机床故障、实际加工工序的提前或延后等导致的实际生产与计划不同步的问题。提出了一种基于设备动态信息库的相邻生产周期任务融合调度方法(TISM-DED),可以有效解决紧急任务急排、设备利用率较低、人力开支较大等管理瓶颈问题。通过大量标准案例、设计案例及部分工程案例对调度算法进行测试,证明了算法对解决实际车间调度问题的适应性和有效性。 (5)基于Visio Studio C#成功开发了面向柔性作业车间的生产调度系统软件DH-SSFJS1.0。该系统包括五大功能模块,即车间信息管理模块、调度任务优选模块、生产任务排产模块、动态事件处理模块及调度系统管理模块。 目前,开发的DH-SSFJS1.0系统已通过了企业的初步工程测试,为复杂的柔性制造企业的生产调度奠定了基础。