基于制造资源的CAPP与PPS集成系统关键模块研发

论文摘要

随着经济全球化和科学技术迅猛发展,以信息技术为主导的先进技术已经渗透到经济和社会生活的各个领域,成为提升产业结构、提高劳动生产率、推动经济增长和社会进步的强大动力。随着我国社会的发展和生产物质的丰富,人们对产品的需求趋于多样化和个性化,多品种小批量的生产模式已经成为现代制造企业的主导生产模式因此,开展基于制造资源的计算机辅助工艺设计和生产计划与作业调度集成方法的工程应用研究,对提高企业资源的利用率以及提高企业对多品种小批量市场需求的快速响应能力具有重要的意义。本文的主要研究工作和贡献在于:1、构建了基于制造资源的计算机辅助工艺设计(Compuetr Aided ProcessPlanning,CAPP)与生产计划与作业调度(Production Planning Scheduling,PPS)集成模型,并进行了集成系统的总体规划。2、针对流程行业的特点,开展了产品装配工艺设计方法的研究,提出了基于遗传算法的装配工艺自动生成方法,研制了基于企业制造资源的装配工艺自动生成模块。3、研究了机加工CAPP的多工艺路线创成方法。分析了基于特征的零件信息描述,详细描述了如何基于关系数据库和产生式规则来实现知识库的建立,结合正向推理,实现多工艺方案的创成,同时在多工艺方案的表示上,用复合式的活动点网(AOV)来实现加工方法的网络图生成。4、基于装配工艺方案,构造了Flow shop生产线能力平衡与作业调度模型,基于启发式规则与遗传算法研制了充分利用资源的作业调度模块。5、基于多工艺方案,构造和研制了面向Job shop问题的生产能力平衡优化和作业调度自动生成模块,同时,研究了基于多工艺路线的调度方法,其中包括多工艺路线的优选和作业调度方案的生成方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 现代制造业面临的主要问题
• 1.1.2 信息技术对现代企业发展的重要作用
• 1.1.3 实现制造业信息化的关键技术
• 1.2 国内外相关研究综述
• 1.2.1 计算机辅助工艺设计方法研究
• 1.2.2 生产计划与作业调度方法研究
• 1.2.3 CAPP与PPS集成方法研究
• 1.3 论文研究的目的、主要内容及论文章节安排
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 论文章节安排
• 第2章 基于制造资源的CAPP与PPS集成系统总体设计
• 2.1 基于制造资源的CAPP与PPS集成系统分析
• 2.1.1 基于制造资源的CAPP与PPS集成系统的特点
• 2.1.2 工艺方案可选因素分析
• 2.2 基于制造资源的CAPP与PPS集成系统总体方案设计
• 2.2.1 CAPP与PPS的功能及集成模型
• 2.2.2 主要功能模块
• 2.2.3 系统总体流程
• 2.3 系统的软硬件开发环境及物理结构设计
• 2.3.1 系统的硬件环境
• 2.3.2 系统的软件环境
• 2.3.3 系统的物理结构设计
• 2.4 小结
• 第3章 产品装配工艺设计方法研发
• 3.1 产品装配工艺概述
• 3.1.1 产品装配工艺的发展概况
• 3.1.2 装配工艺设计目标
• 3.1.3 装配工艺设计方法研究
• 3.2 基于遗传算法的产品装配工艺设计
• 3.2.1 遗传算法
• 3.2.2 基于遗传算法的产品装配工艺生成算法
• 3.2.3 产品装配工艺生成模块研制
• 3.3 产品装配工艺设计案例测试
• 3.3.1 产品装配工艺的描述与分类
• 3.3.2 基于工序节拍均衡目标的产品装配工艺设计案例与测试
• 3.3.3 基于工序顺序约束的产品装配工艺设计案例与测试
• 3.4 小结
• 第4章 Flow shop生产线能力平衡与作业调度方法研发
• 4.1 一般调度问题的基本描述
• 4.2 生产线能力平衡与作业调度问题
• 4.3 Flow shop生产线能力平衡与作业调度数学模型
• 4.3.1 Flow shop生产线能力平衡模型描述
• 4.3.2 多目标Flow shop作业调度数学模型
• 4.3.3 Flow shop生产线能力平衡与作业调度之间的关系
• 4.4 Flow shop生产线能力平衡与作业调度关键技术研究
• 4.4.1 生产线能力平衡启发式规则研究
• 4.4.2 Flow shop车间作业调度的遗传算法设计
• 4.4.3 Flow shop生产线能力平衡与作业调度模块研制
• 4.5 Flow shop生产线能力平衡与作业调度案例测试
• 4.5.1 标准测试案例及结果分析
• 4.5.2 工程实际测试案例及结果分析
• 4.6 小结
• 第5章 机加工CAPP多工艺路线创成方法研发
• 5.1 基于特征的零件信息描述
• 5.1.1 特征建模技术概述
• 5.1.2 零件信息描述方法
• 5.2 基于车间资源的特征加工决策研究
• 5.2.1 基于关系数据库和产生式规则的加工方法工艺知识库
• 5.2.2 车间资源与规则的动态关联
• 5.2.3 推理机实现
• 5.3 多工艺方案表示方法
• 5.3.1 多工艺方案的表示
• 5.3.2 AOV网表示的多工艺网络生成图
• 5.4 小结
• 第6章 Job shop多目标生产资源优化与作业调度方法研发
• 6.1 Job shop多目标生产资源优化与作业调度数学模型
• 6.1.1 Job shop多目标生产资源优化模型建立
• 6.1.2 作业调度的多目标函数数学模型
• 6.2 多工艺路线的调度方法
• 6.2.1 多工艺路线的优选方法
• 6.2.2 作业调度方案的生成方法
• 6.3 Job shop多目标生产资源优化与作业调度案例测试
• 6.4 小结
• 第7章 总结和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录A 基础板详细工艺信息表