面向個(gè)性化定制的建筑陶瓷拋光車間能效優(yōu)化方法研究.pdf

1、拋光工藝是建筑陶瓷的關(guān)鍵工藝之一，其能耗強(qiáng)度大、能耗成本高，提高拋光工藝能源效率對(duì)減少陶瓷生產(chǎn)成本具有十分重要的意義。隨著客戶個(gè)性化需求的日益增加，陶瓷行業(yè)由傳統(tǒng)的大批量、規(guī)格化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量的個(gè)性化定制生產(chǎn)，而這種生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了訂單頻繁切換，生產(chǎn)調(diào)度更加復(fù)雜，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。
　　本文通過對(duì)建筑陶瓷拋光生產(chǎn)工藝流程和能耗影響因素進(jìn)行深入分析，明確了個(gè)性化定制生產(chǎn)模式下陶瓷拋光車間能效優(yōu)化調(diào)度問題的特點(diǎn)：①拋光磚種類繁

2、多，每條拋光生產(chǎn)線中的設(shè)備差異性較大，生產(chǎn)線中的不同機(jī)器在加工每種拋光磚時(shí)的設(shè)置參數(shù)也不相同，這樣就很難確定拋光線在加工每種拋光磚時(shí)的能耗大小，因此需要對(duì)拋光生產(chǎn)線在加工不同類型拋光磚時(shí)的能耗進(jìn)行評(píng)估；②在拋光磚訂單種類多的情況下，相似性大的訂單在同一條生產(chǎn)線上加工時(shí)，其調(diào)整時(shí)間很短甚至可以忽略，但相似性小的訂單在同一條生產(chǎn)線加工時(shí)所產(chǎn)生的調(diào)整時(shí)間卻很長，因此需要把相似性大的訂單進(jìn)行聚類分組，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)；③每個(gè)訂單都有對(duì)應(yīng)的交貨期限制

3、，而訂單分組會(huì)延長部分訂單的交貨期，因此在安排訂單的上機(jī)順序時(shí)必須考慮交貨期因素的影響。針對(duì)上述問題，本文主要工作如下：
　　（1）針對(duì)拋光生產(chǎn)線加工每種拋光磚的能耗評(píng)估問題，將拋光生產(chǎn)線的能耗定義為瓷磚進(jìn)給速度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)的函數(shù)，提出一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能耗評(píng)估模型，以支撐建筑陶瓷拋光調(diào)度過程中的能耗性能評(píng)估。仿真結(jié)果表明，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于拋光線的能耗評(píng)估是可行的。
　?。?）針對(duì)拋光磚訂單聚類分組問題，分析

4、個(gè)性化訂單轉(zhuǎn)化成中、大批量訂單的過程，根據(jù)拋光磚材質(zhì)、規(guī)格等特征確定拋光磚特征矩陣表，通過將材質(zhì)設(shè)定為類屬性、規(guī)格與厚度設(shè)定為數(shù)值屬性實(shí)現(xiàn)對(duì)特征的數(shù)值化處理，進(jìn)而基于模糊C-均值聚類算法實(shí)現(xiàn)訂單的聚類，然后通過具體算例對(duì)訂單相似性進(jìn)行聚類分析，從而將多品種小批量生產(chǎn)模式成組為中大批量生產(chǎn)模式；同時(shí)確定了訂單在各個(gè)分組下的相似度，為能效優(yōu)化調(diào)度仿真實(shí)驗(yàn)中調(diào)整時(shí)間的設(shè)置奠定基礎(chǔ)。
　?。?）針對(duì)把分組后的訂單分配到各拋光生產(chǎn)線上使得機(jī)

5、器生產(chǎn)成本最低的調(diào)度問題，本文首先對(duì)分組后的能效優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行描述，建立以拖期懲罰成本和機(jī)器能耗成本為目標(biāo)的能效優(yōu)化模型；然后集成利用普通遺傳算法和 HLATEDD、HLPEEDD啟發(fā)式規(guī)則算法，對(duì)能效優(yōu)化模型進(jìn)行求解；同時(shí)通過分割實(shí)驗(yàn)法檢驗(yàn)了不同啟發(fā)式規(guī)則對(duì)混合遺傳算法的影響，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的混合遺傳算法的有效性和優(yōu)越性。
　　最后，綜合以上研究，使用Java語言開發(fā)了能效優(yōu)化調(diào)度模塊，然后將模塊集成到能源管理系統(tǒng)中，