基于装配约束的机械产品生产调度算法研究
这是一篇关于生产调度,遗传算法,装配约束,种群多样性,染色体图谱的论文, 主要内容为生产调度是机械产品生产中一个很重要的环节,直接关系到产品的生产周期、生产成本和企业的生存能力。优秀的生产调度方案可以使企业合理地分配各种生产资源,降低生产成本,实现准时化生产,提高市场竞争力。以往对生产调度的研究大部分集中在作业车间调度JSP(Job-shop Scheduling Problem)上,未考虑产品的装配问题。而现在的机械产品基本上都是装配型产品,生产调度时必须要考虑机械产品的装配约束,这就衍生出另一种调度问题——装配作业车间调度问题AJSP(Assembly Job-shop SchedulingProblem),而国内外针对AJSP的研究却较少。本文针对AJSP的相关算法进行研究,将机械产品的装配约束考虑在内,具有很强的实际意义。另外,装配强约束的存在使问题的建模和算子的设计都具有很大的难度,因此本文的研究也具有较大的理论价值。 本文首先通过建立数学模型详细地描述了AJSP问题,给出典型的装配结构和装配约束关系,对遗传算法(GA,Genetic Algorithm)的关键技术、进化参数等进行概述,确定本文的染色体编码方案和选择算子,并设计了几种不同类型的适应度函数。然后提出两种AJSP的遗传算法:AJSP的全空间遗传算法和AJSP的可行域遗传算法(FSSGA,Feasible Solution Space Genetic Algorithm)。AJSP的全空间遗传算法的难点在于不可行染色体修复算子的设计。本文提出两种新的修复算子——自上而下调整法TDRA(Top-Down Recursively Adjustment)和基于父项链表的基因交换法GE(Genes ExchangeBased on Father Link-List)。二者和文献中的基于设计结构矩阵DSM(Design StructureMatrix)的修复算子在信息熵损、染色体图谱等方面进行详细地比较,结果显示TDRA和GE比DSM更能保持种群的多样性。随后的GA实验结果也表明GA运用TDRA和GE两种算子比运用DSM的确有更好的进化表现。然后对解空间大小进行分析,提出了解空间大小计算方法,计算结果表明AJSP的可行解空间远比全空间要小,基于此结果提出了可行域遗传算法,并设计相应的可行域遗传算子来支撑可行域遗传算法,减少了搜索空间,省去修复解码操作,从而大大提高搜索效率。另外,分别进行了大规模算例实验、文献算例对比实验和工程实例实验等验证实验。 最后,针对新算法和算子进行的一系列实验均得到了很好的实验结果。其中修复算子对比实验的实验结果证明两个新修复算子能更好地保持种群多样性,有利于GA进化寻优,GA实验结果表明全空间遗传算法在AJSP上具有很好的可行性和寻优性。算法对比实验和最后的文献算例对比实验结果都证明了可行域遗传算法在性能和质量上都优于其他算法。工程实例实验结果表明所设计的算法能较好地应用于实际情况。
稀土电解制造执行系统（MES）研究与设计
这是一篇关于稀土电解生产,MES,功能模块,NSGA-Ⅱ,生产调度的论文, 主要内容为本文以稀土电解生产线为研究对象,在介绍稀土电解制造执行系统的研究背景与意义的基础上,对稀土电解生产信息化发展现状和MES系统在工业领域的应用现状进行了国内外研究现状分析,对系统需求、系统功能、数据通信和生产调度算法进行研究,主要研究内容和研究成果有以下几个部分:(1)通过对稀土电解行业的实际情况调研,结合稀土电解的生产流程和生产特点,从信息流和控制流的角度提出稀土电解MES系统的应用需求,并从系统设计需求、功能需求、业务流程和设计原则等方面进行详细论述,最后给出稀土电解MES系统的总体设计方案。(2)根据稀土电解MES系统的现实需求和整体设计方案,系统的详细设计围绕系统架构、系统权限和业务管理、系统功能、数据库设计、与底层设备的数据通信等方面进行。系统架构设计主要分为软件系统架构设计和网络体系架构设计;系统功能由用户管理、生产管理、物料管理、数据管理、质量管理、设备管理、生产监控管理七个具体功能模块组成;系统用户分为客户、车间操作人员和车间管理者三个角色,根据角色的划分赋予相应的系统操作权限;数据库设计通过构建数据库E-R图对数据库逻辑进行梳理,使用My Sql数据库进行设计开发;与底层设备的数据通信采用OPC UA技术完成对底层设备采集到的数据进行集成和封装,通过OPC UA服务器和客户端完成系统与底层设备之间的数据通信。(3)针对稀土电解-铸锭生产工序实际调度问题进行研究,通过对车间生产调度问题进行全面分析,考虑实际过程中稀土电解、出炉、铸锭等工序各个状态的加工时间和能源消耗,建立以最大完工时间最小和能耗最小为目标函数的稀土电解-铸锭多目标生产调度模型,并提出采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解。通过Brandimarte系列标准算例分别对NSGA-Ⅱ算法和传统多目标算法MOEA/D算法进行算法测试。通过数值对比,验证了NSGA-Ⅱ算法寻找模型最优解的能力和对目标函数求解速度均优于MOEA/D算法。最后采用NSGA-Ⅱ算法对稀土电解-铸锭实际生产案例进行调度仿真,得到多目标优化下的生产调度甘特图,实现了对稀土电解-铸锭生产过程的有效调度。(4)在MES系统设计的基础上,采用B/S架构,以Eclipse作为集成开发环境,利用Java EE、JSP、SSM框架等互联网技术解决了系统前端和后端的开发问题,完成了稀土电解MES系统软件的开发,并完成对系统各功能模块的运行测试,为稀土电解车间信息化生产提供有效的帮助。
生产调度计划系统的设计与开发
这是一篇关于生产调度,钕铁硼,生产自动化,系统设计的论文, 主要内容为世界经济的发展促使制造业转变了生产和管理模式,将信息化作为企业发展的一个决定性因素,生产调度系统营运而生。钕铁硼永磁材料因为其具有的优异磁性能而被广泛地应用于节能环保、航空航天、医疗器械等高端领域,是现代科技与社会发展不可缺少的基础材料。在二十一世纪的今天,我国已经成为了世界钕铁硼的产业中心与应用中心。早在上世纪90年代,日本就实现了整个工艺线的自动化生产。由于国外技术上的保密,我国国内关键技术上的限制和相对廉价的劳动力,国内自动化技术发展比较缓慢。针对国内钕铁硼生产信息化薄弱的现状及还在必行的自动化升级趋势,本文开展了对钕铁硼磁性材料生产计划调度系统的设计与开发。近年来由于人员成本的持续上升以及烧结钕铁硼产品价格竞争的日益激烈,再加上降本增效、节能环保等理念的不断深入,人们开始将目光投向了钕铁硼生产过程的自动化,以此来减少人员的成本。但是到目前为止,我国烧结钕铁硼生产线的自动化生产程度仍然处于起步阶段。整个生产工艺的信息化从原料准备开始,利用PLC系统的可靠性、灵活性和易于操作的优点,生产人员通过操作自动剪切设备,将需要剪切、打磨的工序所需人员缩减50%左右,大大减少了人员成本,同时降低安全风险。生产调度计划系统利用前后端分离系统,前端以javascript为开发语言,开发工具是当前主流的轻量级编译器Visual Studio Code,主要采用Vue.js框架和elementui相结合的模式,启动速度非常快,大大提高了系统的体验感受。后端以Java为开发语言,以目前主流Java编程语言的集成开发环境的IntelliJ IDEA为开发工具,采用Spring、SpringMVC、Mybatis、Shiro四种框架结合的方式将数据从数据库查询出来,并进行相应的数据处理。生产调度计划系统实现了对钕铁硼材料生产线的集中监控,可以整体掌握各生产工序的实时状态,对生产过程中产生的工艺数据、物料等信息实现集成、存储和统计分析。方便访问者随时了解某一批次产品的最新生产情况,对原材料、中间产品及产成品的库存管理进一步完善,便于之后的销售及成本核算。通过数据进行整理分析,还可以为产品的改进提供新的方向。
考虑BOM约束的多级产线并行调度问题研究
这是一篇关于生产调度,启发式算法,BOM结构,并行产线的论文, 主要内容为智能制造是我国21世纪制造业升级转型、转向高质量发展的强力手段,然而目前国内许多中小型企业在进行数字化转型的过程中,依旧存在诸多问题。在车间生产计划方面,大多数中小型企业仍通过计划员手动给出生产计划,造成计划员工作量大、订单完成率低等问题。本文以S企业新建厂区为研究对象,结合S企业的车间生产特性,开发智能调度算法以快速灵活的制定调度方案。具体内容如下:(1)首先对S企业目前的车间生产调度现状及运行流程进行调研分析,明确S企业智能化生产的调度方面需求;对从S企业ERP中导出的销售订单、BOM结构信息、产线产能等数据进行详细分析;基于以上特征分析和数据分析,构建S企业车间调度数学模型,并进一步探讨最优解结构的性质,总结四条最优解性质。(2)针对该调度问题,在考虑BOM结构和并行产线的约束条件下,设计三种启发式算法。结合EDD(Earliest Due Data)和SCT(Shortest Completion Time)两类基础启发式规则,设计启发式算法EDDSCT;基于倒序调度的排程思想,设计启发式算法Reverse;根据总结的最优解性质,设计考虑产线平衡率和最快父级物料释放的启发式算法FPMRLBL。经过算例分析对比,算法FPMRLBL的求解效果最好,与最优解的平均Gap值为9.56%。(3)以Visual Studio 2019为开发平台,调用SQL Server 2014构建数据库,设计调度原型系统以便于信息查询和可视化操作,并对系统各模块功能进行介绍,通过系统调用算法计算S企业新建厂区7月份订单产能,从27天提前至23天,验证了本文所提方法的有效性。综上所述,本文结合S企业新建厂区生产特性进行调度研究,设计三种启发式算法,所得方案较原方案有明显的改进,对此类考虑BOM结构和并行产线的调度问题的研究具有重要的理论和实际意义。
ERP工单流转模型及其实现技术研究
这是一篇关于工单流转模型,ERP,灰狼算法,生产调度,动态流程的论文, 主要内容为随着信息化进程的不断发展,许多离散制造企业开始使用ERP(Enterprise Resource Planning)系统进行生产管理,但由于小型离散制造企业生产过程复杂多变,与市面上的主流ERP软件匹配度不高,使得企业信息化管理水平难以提升。因此,针对离散制造企业存在的生产调度效率低下等问题开发一款ERP工单流转系统,是企业亟需解决的问题。为了解决上述问题,本文结合企业实际需求,设计并实现了ERP工单流转模型,从而开发出ERP工单流转系统。本文的主要创新点如下:(1)针对企业的生产调度、生产流程灵活调整和生产信息实时查询等需求,本文设计了ERP工单流转模型,主要包括流程配置、生产调度、工单管理、工单流转控制引擎、工单拆分与合并和流转过程监控模块。设计了工单流转控制引擎,对工单流转进行控制,并在流转过程中实现了生产信息同步;针对生产流程灵活调整的需求,提出了工单拆分与合并技术,提高生产流程的灵活性,从而提高设备利用率和生产效率;针对生产信息实时查询的需求,实现对流转过程的实时监控,给管理人员提供数据支持。(2)生产调度是ERP工单流转模型的重要功能模块,针对该企业依靠人工经验进行生产调度导致生产效率低下的问题,本文提出了一种改进的灰狼算法(Improved Grey Wolf Optimizer,IGWO)来提高生产调度效率。通过加入非线性收敛因子、引入均匀交叉操作对灰狼算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)进行改进,解决算法全局与局部搜索能力不平衡、易陷入局部最优解的问题。在基准算例和实际生产数据的实验结果表明,IGWO算法求解生产调度问题具有可行性和有效性。最后将IGWO算法应用到模型中,实现生产调度的优化,减少设备空闲时间,提高了企业的生产效率。本文采用Spring Boot和Vue等框架对模型进行了实现,从而开发出系统。系统自上线至今已稳定运行一年左右,满足了企业的具体需求,提高了企业的生产调度效率,提升了企业的管理水平。
基于知识网格的钢铁生产流程调度系统的研究
这是一篇关于钢铁生产流程,生产调度,知识网格的论文, 主要内容为钢铁产业成为国民经济的重要基础产业,但在产能过剩、资源有限、运力不足等约束情况下，生产企业常常无法通过及时、有序的生产战略和计划以及知识获取使之形成和集约成为整体优化的生产流程，实现钢铁企业技术结构升级、钢材产品结构改善、生产效率的不断提高，从而降低成本、获取利润。因此，钢铁企业的生产战略和计划研究越来越重要。 该学位论文结合国家自然科学基金：钢铁生产混合流程智能调度及其知识网系统的研究（71271160），从钢铁生产流程特点入手，分析目前钢铁状况与发展态势，并结合知识网格技术对钢铁生产流程中知识表示、知识模型、知识搜索匹配模式等方面进行了研究，建立网格环境下流程知识的响应机制。据此设计了基于知识网格的钢铁生产流程调度系统，系统利用Dreamweaver、JSP开发技术、XML语言和B/S三层构架模式进行开发，后台采用SQL Server数据库及MATLABWeb Server作为支撑。系统采用Matlab与JSP混合编程并结合数据库技术调用知识共享联盟中相关数学模型进行求解，用户在浏览器端输入数据，提交给服务器上的Matlab，进行计算仿真，把计算结果在浏览器端进行显示。 文章结合具体的钢铁生产调度实例，有效地实现了钢铁企业的生产计划调度，能更好地解决生产流程中知识发现与共享问题，减少调度中产生知识组合爆炸现象，实现企业一体化管理，降低整体生产成本。
本文内容包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主题。发布者：代码港湾 ，原文地址：https://m.bishedaima.com/lunwen/46553.html
