面向离散制造系统的多规则生产调度仿真优化

论文摘要

生产调度是现代生产管理的核心,特别在离散制造系统中,由于订单的随机性、生产系统的动态性和不均衡性使得离散制造系统的调度尤为困难。规则调度作为生产调度中的一种,其简单方便,在保证能解决调度问题的同时,更能突出调度方案的可视度和易读性,对于制造企业核心竞争力的提升、企业的经济效益的提升、客户满意度的提升,都有着非常重要的意义。文献研究证明多规则调度相比单一规则调度能更好的提高生产系统的性能。离散制造系统多规则生产调度方法就是将多规则组合思想引入到规则调度中,综合考虑生产系统中的投料、加工、搬运、维护等活动的一种生产调度方法。本文围绕多规则调度方法在离散生产系统中的应用和求解,做了以下研究。①将离散制造系统分为多个决策点,包括加工活动和辅助加工活动,在每个决策点引入调度规则和系统参数,选择平均生产周期作为性能指标,以规则组合和系统参数作为决策变量,构建基于多规则的离散制造系统生产调度数学模型,并提出求解此类问题的仿真优化方法。②基于arena软件的集成与定制功能,采用柔性化仿真建模方法,将离散制造系统仿真模型分为功能模块,控制模块以及优化模块,构建离散制造系统的仿真模型,并设计控制模块中的调度规则库。③选择禁忌搜索作为优化算法,并设计多规则调度的禁忌搜索算法,从仿真模型的运行事件上实现禁忌搜索算法和仿真模型的结合。④以热轧-冷拔钢管生产线为例,分析仿真重复次数下系统性能指标的变化,并选择合适的重复次数作为仿真优化条件,优化结果证明本研究的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 离散制造系统生产调度研究现状
• 1.2.2 多规则组合调度研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文创新之处
• 2 面向离散制造系统的多规则生产调度
• 2.1 离散制造系统生产调度分析
• 2.1.1 离散制造系统描述
• 2.1.2 离散制造系统生产调度难点
• 2.1.3 离散制造系统的经典生产调度模型
• 2.1.4 离散制造系统多规则生产调度的提出
• 2.2 多规则生产调度数学模型
• 2.2.1 离散制造系统的生产调度规则
• 2.2.2 基于多规则生产调度数学模型的构建
• 2.3 多规则生产调度的求解思路
• 2.3.1 仿真优化方法的应用
• 2.3.2 多规则生产调度的求解思路
• 3 离散制造系统的柔性化仿真建模
• 3.1 柔性化仿真建模方法
• 3.2 基于Arena的柔性化仿真建模
• 3.3 离散制造系统的仿真
• 3.3.1 来料仿真
• 3.3.2 加工仿真
• 3.3.3 维护及维修仿真
• 3.3.4 运输仿真
• 3.4 调度规则库的设计
• 4 多规则调度的仿真优化算法
• 4.1 优化算法的选择
• 4.2 基于禁忌搜索的仿真优化算法
• 4.2.1 禁忌搜索算法
• 4.2.2 多规则调度的禁忌搜索算法设计
• 4.3 算法实现
• 5 实例分析
• 5.1 某钢管冷拔生产线描述
• 5.2 仿真优化
• 5.2.1 优化设计
• 5.2.2 结果分析
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A.作者在硕士期间发表的论文
• B. 作者在硕士期间参加的科研项目
• C.论文相关程序