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机械加工车间混排可变分批调度方法及其支持系统研究

机械加工车间混排可变分批调度方法及其支持系统研究

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作者：谢法吾西南大学

学位级别：硕士

机械加工车间属于典型的多品种、小批量离散生产模式,被广泛应用于航空航天工业、船舶工业、建筑机械工业、机床工业以及汽车工业中。对于多品种小批量生产车间,采用分批调度策略可有效缩短完工时间、提高设备利用率,并降低制造成本。然... 详细信息

机械加工车间属于典型的多品种、小批量离散生产模式,被广泛应用于航空航天工业、船舶工业、建筑机械工业、机床工业以及汽车工业中。对于多品种小批量生产车间,采用分批调度策略可有效缩短完工时间、提高设备利用率,并降低制造成本。然而,传统的分批调度主要采用等量或一致子批划分,且忽略了子批混排特性。将可变子批划分和子批混排策略相结合,可进一步增加生产柔性并提高生产效率。鉴于此,本文以机械加工车间为研究对象,针对其多品种小批量生产特性,研究基于混排可变分批的机械加工车间调度方法并开发调度支持系统。论文主要研究工作如下:(1)针对机械加工车间多品种小批量生产特性,提出了可变子批划分和子批混排调度策略,并考虑批量划分约束和子批加工顺序约束等,建立了混排可变分批多目标调度优化模型;提出基于分解的多目标Jaya优化算法(MOJA/D),并对编码方式、解码方式、Jaya更新机制和局部搜索策略作了详细设计;选取不同规模算例,对比分析了所提出算法与其他经典算法的求解性能。(2)针对机械加工车间中机器故障问题,设计了面向随机机器故障的机械加工车间动态分批调度机制,并考虑鲁棒性目标和延期交货时间目标,建立了机械加工车间混排可变分批动态调度优化模型;采用MOJA/D算法对该模型进行求解,并针对动态调度问题特征改进了算法解码机制、种群初始化方式和局部搜索策略;基于不同规模算例,对比分析了所提出算法与其他经典算法的求解性能。(3)以某机械加工车间为实际应用背景,从需求性和可行性方面分析了调度管理系统的必要性和可行性,对系统各功能模块和数据库做了详细设计,并将所提出算法应用到系统的调度优化模块中,展示了某个生产实例的调度优化结果,验证了所开发系统的有效性和可行性。

关键词：机械加工车间分批调度 Jaya算法混排可变分批车间调度支持系统

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