新訂單動(dòng)態(tài)到達(dá)下虛擬單元重調(diào)度驅(qū)動(dòng)與重調(diào)度方法.pdf

1、當(dāng)前，市場需求的多樣性增加，產(chǎn)品越來越趨向于個(gè)性化定制。制造型企業(yè)需要不斷提升自身生產(chǎn)管理水平，確保能夠及時(shí)響應(yīng)市場的動(dòng)態(tài)變化。虛擬單元制造系統(tǒng)結(jié)合了傳統(tǒng)單元生產(chǎn)方式以及工藝化布局的優(yōu)勢，能夠很好的適應(yīng)當(dāng)前多品種小批量的生產(chǎn)要求。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，虛擬單元制造系統(tǒng)會(huì)面臨諸多不確定的因素，新訂單動(dòng)態(tài)到達(dá)是虛擬單元最常見的干擾事件之一。在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)采取合理的重調(diào)度方式，對生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行重新安排，可以有效應(yīng)對陸續(xù)動(dòng)態(tài)到達(dá)的訂單。為了使實(shí)現(xiàn)虛擬單

2、元重調(diào)度過程的穩(wěn)定性和高效性，本文具體研究了重調(diào)度驅(qū)動(dòng)決策和重調(diào)度方案制定兩個(gè)方面，即何時(shí)進(jìn)行重調(diào)度以及如何進(jìn)行重調(diào)度的問題。
　　在虛擬單元重調(diào)度驅(qū)動(dòng)方面，如果重調(diào)度發(fā)生太過于頻繁，生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃不斷變動(dòng)，影響了車間層的控制，降低了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致了調(diào)度的“神經(jīng)質(zhì)”現(xiàn)象。周期-事件混合驅(qū)動(dòng)方式對新訂單陸續(xù)達(dá)到具有很好的適應(yīng)性，但易導(dǎo)致重調(diào)度次數(shù)過多。對此，需要一個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)決策方法，對周期-事件混合驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行改進(jìn)，降低重調(diào)

3、度的發(fā)生頻率。
　　本文提出了一個(gè)基于損益的虛擬單元重調(diào)度驅(qū)動(dòng)決策方法。根據(jù)虛擬單元特性，以完工時(shí)間最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立了重調(diào)度非線性整數(shù)規(guī)劃模型，并設(shè)計(jì)了一種遺傳-粒子群混合優(yōu)化算法用于模型求解，將求解所得的調(diào)度方案作為進(jìn)行重調(diào)度損益判定的依據(jù)。本文建立的損益模型，從時(shí)間的角度衡量虛擬單元重調(diào)度的損失與收益。該模型將重調(diào)度對調(diào)度目標(biāo)的優(yōu)化量，作為重調(diào)度的收益；重調(diào)度的損失通過新舊調(diào)度中工件開始加工的時(shí)間的改變量來計(jì)算。在由周期-

4、事件驅(qū)動(dòng)方式產(chǎn)生的每一個(gè)待重調(diào)度時(shí)刻，生成重調(diào)度預(yù)實(shí)施方案，對此時(shí)刻重調(diào)度的損失和收益進(jìn)行判斷；若重調(diào)度產(chǎn)生的收益能彌補(bǔ)其損失，則按照重調(diào)度預(yù)實(shí)施方案進(jìn)行重調(diào)度，否則保留原計(jì)劃，直至下一次進(jìn)行重調(diào)度決策的時(shí)刻。算例分析表明，所提出的混合驅(qū)動(dòng)決策方法，在調(diào)度次數(shù)上有明顯的改善。
　　在虛擬單元重調(diào)度方案制定方面，如果重調(diào)度的方案與原方案差別太大，新舊調(diào)度方案之間的銜接性能差，新計(jì)劃實(shí)施過程中，生產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)受到較大的震蕩。為了衡量重調(diào)度

5、方案對生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，本文從機(jī)器設(shè)備和工件任務(wù)兩個(gè)層面，分別計(jì)算新舊調(diào)度方案中工件時(shí)間安排和機(jī)器分配兩個(gè)方面的偏離程度，建立了重調(diào)度方案穩(wěn)定性評價(jià)指標(biāo)。為了減少重調(diào)度方案對原計(jì)劃的更改幅度，考慮到MRP中的凍結(jié)主生產(chǎn)計(jì)劃的思想能夠有效保持計(jì)劃的相對穩(wěn)定，因此，本文將計(jì)劃凍結(jié)技術(shù)引入到虛擬單元重調(diào)度之中。在重調(diào)度執(zhí)行過程中，預(yù)先設(shè)定一個(gè)凍結(jié)期，在此期間內(nèi)，原計(jì)劃方案中的任務(wù)安排不會(huì)被重調(diào)度改變。由此，建立了存在不可用時(shí)段約束

6、的虛擬單元重調(diào)度模型。為了使調(diào)度模型更符合虛擬單元的實(shí)際需求，本模型由單目標(biāo)發(fā)展為多目標(biāo)，綜合考慮了最大完工時(shí)間、交貨期延遲和加工物流運(yùn)輸距離等因素。采用一種基于Pareto的人工離散蜂群算法，以更好地在多目標(biāo)間進(jìn)行權(quán)衡。在算法中，設(shè)計(jì)了多種領(lǐng)域搜索方式，保證算法求解效率和質(zhì)量。運(yùn)用算例進(jìn)行對比分析，結(jié)果顯示，本文所提出的計(jì)劃凍結(jié)方案在保證高效重調(diào)度的同時(shí)，兼具了穩(wěn)定性。
　　本文將所提出的虛擬單元重調(diào)度驅(qū)動(dòng)決策與考慮穩(wěn)定性的重調(diào)