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模具企业是典型的依单制造的小批量多品种生产企业,由于订单的随机性和生产过程中设备的不稳定性,使得模具企业的生产过程的有效控制非常困难,从而经常造成交货期延迟和质量无法保证等一系列问题。
针对此种现状,本文采用了一种基于最大前瞻性的交互反应式的集成解决方案。在工艺规划开始时,调度员和车间工程师通过系统可视化得知工序在不同的设备上的加工成本和已经规划好的工件在设备上的加工累积时间,从中凭经验知识决定工件的某道工序在某一设备上加工,从而避免了系统盲目生成多种可选的工艺路线,从一定程度上减弱了N-Pcomplete问题,减少了“组合爆炸”问题的影响。交互反应式的调度方法通过对系统做出局部的最小的调整以对不可预知的扰动做出反应,从而提高了系统对实际生产的扰动的敏捷性,更加适合中小型模具企业。
本文对基于交互反应式的模具车间调度方案,进行了较为深入地研究,取得了一些有益的成果。具体工作如下:
1.对现有智能调度文献进行了综述,研究了各种调度规则,如SPT(最短过程时间)、EDD(最早交货期)、CR(关键比例),分析了车间调度研究的现状以及存在的问题。
2.提出了一个基于最大前瞻性(maximum forward vision)的交互反应式的集成解决方案,并建立了系统模型。该方案将车间的实时动态信息以可视化的方式直接呈现给工艺师,工艺师根据CAD的信息和来自车间的制造资源信息来实时制定工艺规划和生产调度,从根本上避免了“盲目地(blindly)”生成多种可选的工艺规划,从而从根本上避免了N-P complete难题。通过为工程技术人员提供最大前瞻性的信息,不仅可解决系统的集成问题,而且可对动态的,不可预知的突发事件等不确定性扰动性、误差渐进累积性的问题进行快速的监视、跟踪和决策。
3.使用Java编程语言和MySQL数据库开发了一个交互反应式调度系统,进行了仿真实验。由于获得真实数据非常困难,因此本系统所用数据是仿真数据,仿真数据是在对模具企业所处的环境的特点以及模具企业生产管理现状进行了调查案例(case study)的基础上模拟生成的,但能反映模具企业的真实性,具有代表性。
4.最后,对交互反应式的模具车间调度系统与没有实现交互反应功能的调度的实验结果进行了对比,对比结果显示:交互反应式的调度系统输出的结果的各项性能指标均优于纯智能调度方法。