制造車間工藝規(guī)劃與智能調(diào)度集成方法研究.pdf

1、車間制造系統(tǒng)是現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)的基本單元,工藝規(guī)劃和車間調(diào)度是車間制造系統(tǒng)的兩個重要子系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)中,工藝規(guī)劃和車間調(diào)度往往被作為兩個相對獨立的系統(tǒng)來研究和組織生產(chǎn),從而使研究成果具有很大的局限性,制造過程也難以實現(xiàn)整體優(yōu)化。生產(chǎn)實踐表明,將工藝規(guī)劃和調(diào)度集成為一個系統(tǒng)進行研究,能夠提高生產(chǎn)效率,降低管理成本,有利于實現(xiàn)智能化的柔性制造。
　　本文針對制造業(yè)生產(chǎn)實踐中亟待解決的工藝規(guī)劃和車間調(diào)度二者集成問題,進行了較深入

2、的研究,主要創(chuàng)新成果如下:
　　1.在CAD特征建模技術(shù)基礎(chǔ)上,提出了基于零件加工特征的特征向量工藝知識表述方法,將零件CAD模型的加工特征信息直接表述為CAPP系統(tǒng)的工藝知識。并針對零件工藝知識表述方法,設(shè)計了基因編碼方案、目標函數(shù),約束規(guī)則,改進了交叉和變異算子,提出了一種改進的基于遺傳算法的工藝規(guī)劃方法。
　　2.提出了一種基于混合遺傳算法的柔性作業(yè)車間調(diào)度方法。在分析柔性作業(yè)車間調(diào)度特點的基礎(chǔ)上,確定了柔性作業(yè)車間調(diào)

3、度問題的4種性能指標,提出了一種改進的兩段式染色體表達方案,將染色體分為工序染色體和機床染色體兩部分。采用GMT和RS兩種方法進行種群初始化,設(shè)計了新的交叉算子和變異算子,工序染色體和機床染色體分別執(zhí)行兩點交叉和均勻交叉操作,并且各自獨立進行變異操作。另外,將模擬退火技術(shù)應用于基于較優(yōu)解的局部搜索,既提高了遺傳算法的收斂速度,又避免了局部最優(yōu)解的出現(xiàn)。
　　3.提出了一種基于蟻群算法的工藝規(guī)劃和調(diào)度集成的方法。在研究了基于非線性工

4、藝規(guī)劃的工藝規(guī)劃和調(diào)度集成問題基礎(chǔ)上,改進了基于AND/OR圖的工藝規(guī)劃和調(diào)度集成問題的表述方法,提出了兩個階段的工藝規(guī)劃和調(diào)度集成優(yōu)化策略。為了避免局部收斂和收斂過慢的問題,調(diào)整了蟻群算法的影響參數(shù)和信息更新策略,建立了自適應動態(tài)訪問策略,驗證了該改進的蟻群算法中部分參數(shù)調(diào)整的有效性。
　　本文提出的改進的基于遺傳算法的工藝規(guī)劃方法和基于混合遺傳算法的柔性作業(yè)車間調(diào)度方法,不僅為解決工藝規(guī)劃和調(diào)度集成問題提供了基礎(chǔ),也可為傳統(tǒng)的