基于瓶頸設(shè)備識(shí)別的機(jī)械加工車間排產(chǎn)方法及信息系統(tǒng)研究.pdf

1、生產(chǎn)資源的有限性以及生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有的動(dòng)態(tài)波動(dòng)性和加工相依性，必然造成限制系統(tǒng)有效產(chǎn)出最大化的“瓶頸”現(xiàn)象。瓶頸設(shè)備是機(jī)械加工車間生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的制約整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出最大化的生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。約束理論認(rèn)為，瓶頸控制著系統(tǒng)的運(yùn)作，它的存在不僅限制了整個(gè)流程的產(chǎn)出速度，而且制約了其它環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。瓶頸識(shí)別是瓶頸管理的前提，更是生產(chǎn)管理和過(guò)程控制的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。在生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行之前對(duì)瓶頸進(jìn)行快速而有效的先驗(yàn)識(shí)別對(duì)于優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升生產(chǎn)性能

2、具有重要的指導(dǎo)意義。車間排產(chǎn)作為整個(gè)生產(chǎn)管理的核心之一，是決定生產(chǎn)系統(tǒng)表現(xiàn)性能的重要環(huán)節(jié)。作為典型的組合優(yōu)化問(wèn)題，排產(chǎn)問(wèn)題具有NP-hard特性，如何快速準(zhǔn)確地對(duì)其進(jìn)行求解以獲得優(yōu)化的排產(chǎn)方案一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，生產(chǎn)系統(tǒng)中的瓶頸信息被越來(lái)越廣泛的作為車間排產(chǎn)問(wèn)題的啟發(fā)式信息加以利用。在先驗(yàn)瓶頸識(shí)別的基礎(chǔ)上，探究怎樣將瓶頸信息應(yīng)用到車間排產(chǎn)問(wèn)題的求解過(guò)程以加速最優(yōu)排產(chǎn)方案的收斂對(duì)于優(yōu)化車間排產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)資源合理配置和生

3、產(chǎn)效益最大化具有非常重要的學(xué)術(shù)和工程意義。
　　本文首先介紹了機(jī)加車間瓶頸識(shí)別問(wèn)題的研究現(xiàn)狀，針對(duì)現(xiàn)有瓶頸識(shí)別方法多為后驗(yàn)方法的不足，提出了一種基于約束理論和靈敏度分析的先驗(yàn)瓶頸識(shí)別方法。該方法能夠在生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行之前、在較短的時(shí)間內(nèi)，預(yù)先給出生產(chǎn)系統(tǒng)中不同層次關(guān)系的多階瓶頸機(jī)器集合，為接下來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃排程以及相關(guān)的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作提供更多的決策依據(jù)，從而更好更快地提升系統(tǒng)性能。在基于約束理論對(duì)瓶頸設(shè)備進(jìn)行定義的基礎(chǔ)上，首先通過(guò)考察生產(chǎn)

4、系統(tǒng)作業(yè)指標(biāo)對(duì)機(jī)器不同產(chǎn)能改變量下的靈敏度得到設(shè)備的瓶頸指數(shù)矩陣，然后運(yùn)用TOPSIS決策法得到設(shè)備的綜合瓶頸指數(shù)，以此為識(shí)別依據(jù)，基于聚類思想，通過(guò)聚類分析得到不同層次下的瓶頸設(shè)備集。最后，通過(guò)選擇移動(dòng)瓶頸法和瓶頸簇識(shí)別法對(duì)不同規(guī)模的JSP標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行仿真比較，證明了本文方法在識(shí)別結(jié)果上的有效性和識(shí)別效率上的優(yōu)越性。然后，將瓶頸信息作為車間排產(chǎn)問(wèn)題的啟發(fā)式信息，提出了一種基于瓶頸設(shè)備識(shí)別的機(jī)械加工車間排產(chǎn)算法。首先建立了基于瓶頸設(shè)備識(shí)

5、別的機(jī)械加工車間排產(chǎn)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，然后介紹了基于遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解的業(yè)務(wù)流程和關(guān)鍵技術(shù)，包括基于瓶頸設(shè)備的混合編碼方法、解碼方法、改進(jìn)的兩階段 POX交叉算子和兩階段重定位變異算子。最后分別選取JSP標(biāo)準(zhǔn)算例和企業(yè)車間實(shí)際生產(chǎn)案例，通過(guò)與沒(méi)有利用瓶頸信息的普通遺傳算法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了所提排產(chǎn)方法的有效性。最后，以上述研究?jī)?nèi)容和研究成果為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套基于制造執(zhí)行系統(tǒng)的機(jī)械加工車間排產(chǎn)管理子系統(tǒng)，主要包括排產(chǎn)數(shù)據(jù)管理和作業(yè)排產(chǎn)