金屬結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程若干優(yōu)化問題研究與應(yīng)用.pdf

1、金屬結(jié)構(gòu)件被廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、港口機(jī)械、船用機(jī)械等領(lǐng)域，但由于金屬結(jié)構(gòu)件具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)周期長等特點(diǎn)，從而導(dǎo)致其生產(chǎn)過程中存在交貨拖期、材料利用率低、在制品數(shù)量大、組焊齊套性差及設(shè)備負(fù)載不平衡等問題。本文圍繞著包括生產(chǎn)批量優(yōu)化問題、零件下料分組優(yōu)化問題、加工排程優(yōu)化問題等金屬結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程中關(guān)鍵優(yōu)化問題及生產(chǎn)過程管控方法展開深入研究。通過對這些優(yōu)化問題及管控方法的研究，對縮短金屬結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

2、>　　首先，根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)件制造系統(tǒng)的特點(diǎn)，針對其制造成本和需求不確定性擾動，提出用魯棒優(yōu)化方法制訂金屬結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)批量計(jì)劃。該方法首先在傳統(tǒng)生產(chǎn)批量優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個新的魯棒模型，然后將該模型轉(zhuǎn)化為易于求解的線性規(guī)劃，最后通過單純形法（利用LINGO數(shù)學(xué)優(yōu)化軟件）對該模型進(jìn)行求解。通過對金屬結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)批量的優(yōu)化，可以減少訂單交付拖期情況，降低了產(chǎn)品庫存費(fèi)用及生產(chǎn)成本，并通過實(shí)例分析證明了該方法的有效性。
　　其次，針對金屬結(jié)

3、構(gòu)件生產(chǎn)過程中大規(guī)模集中下料問題，提出了零件下料分組優(yōu)化方法。該方法首先將待下料零件按材質(zhì)、板厚及加工工藝相似性進(jìn)行分組，然后構(gòu)建一種能夠描述零件形狀特征的零件特征矩陣，并設(shè)計(jì)一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法求解該零件特征矩陣與零件分組之間的映射關(guān)系，最后將經(jīng)第一次分組后的零件根據(jù)這種映射關(guān)系進(jìn)一步分組。通過對零件下料分組優(yōu)化，可以提高零部件的齊套性、降低在制品數(shù)量，并且能夠有效解決排料效率和材料利用率相互矛盾的問題。
　　再次，針對金屬結(jié)構(gòu)

4、件生產(chǎn)過程中多任務(wù)混合下料與加工排程優(yōu)化問題，提出多種排料方案下的帶工藝約束多目標(biāo)加工排程優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)一種蟻群--遞階遺傳算法來求解該模型。該算法首先利用蟻群算法選擇一組優(yōu)異的排料方案，然后利用遞階遺傳算法的選擇、交叉、變異等操作求解作業(yè)加工順序及機(jī)器選擇問題。通過對其加工排程的優(yōu)化，縮短金屬結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低其在制品數(shù)量和提高設(shè)備利用率，并通過實(shí)例分析證明了該方法的有效性。
　　然后，在金屬結(jié)構(gòu)件制造執(zhí)行過程管控方法與

5、應(yīng)用方面展開研究。針對數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)進(jìn)度控制、在制品管理和質(zhì)量控制等問題，分別提出了相應(yīng)的過程管控方法。通過這些方法實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)過程實(shí)時監(jiān)控，保障了生產(chǎn)批量計(jì)劃正確執(zhí)行。另外，基于上述理論和方法，以某金屬結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)為應(yīng)用對象，設(shè)計(jì)并開發(fā)了金屬結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)管控系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)在相關(guān)企業(yè)成功應(yīng)用，驗(yàn)證了本文所研究的生產(chǎn)批量計(jì)劃優(yōu)化方法、零件下料分組優(yōu)化方法、加工程排優(yōu)化方法及執(zhí)行過程管控方法的可行性與實(shí)用性。
　　最后，對全文所