面向工业制造的智能机器人生产线调度优化研究

针对现有智能机器人生产线调度时存在耗时较长影响整个生产线生产效率的问题,开展面向工业制造的智能机器人生产线调度优化研究。智能机器人生产线各操作产生参量用公式描述,并构建智能机器人生产线调度模型。面向工业制造引入性能势理论,完成调度优化求解。通过对优化前后调度策略应用效果的分析可知,应用优化后的调度策略智能机器人生产线,各环节耗时显著降低,有效提高了生产线的生产效率。     

多工序多工步制造系统切削用量的优化研究

通过对建立的多工序多工步制造系统生产时间和生产成本的数学模型的优化分析，并考虑了相应的生产条件约束限制，从而提出了基于最大生产率多工序多工步有约束制造模型切削用量优化求解思想——主目标生产效率最大，次目标生产费用最小，并给出了有效的优化算法。     

[生产计划]动态制造系统生产计划与调度协同优化

基于生产计划与调度协同优化的思路,建立了计划与调度滚动优化模型,并提出一种 “闭环集成滚动重调度”策略。当生产系统出现产能受限或订单变更等动态变化时,调度与计划形成“闭环响应模式”,进而采用动态约束平衡的混合算法对生产计划与调度进行协同优化。为验证所提出协同优化策略的有效性和可行性,选取典型算例进行了仿真研究,结果表明该策略能有效处理生产系统的动态变化,保证系统的调度优化及时调整。     

船舶分段多工位协同制造系统数学模型研究及应用

针对船舶分段制造生产过程中存在的生产计划柔性差、异常信息处理不及时、系统变化响应速度慢等问题,提出针对生产过程工位级的协同控制系统,通过开展协同模型分析,多工位间协同动态调整机制,构建多工位协同系统制造数学模型,采用案例对协同结果进行验证。通过应用多工位协同数学模型可有效提高生产计划精度和柔性,实现船舶制造车间互联互通,对提高船舶制造生产效率具有重要意义。     

基于多Agent技术的混合微组装生产线协同控制方法

混合微组装生产线是现今制造业的关键生产环节,具有减小制造规模、加快制造效率、提升智能化水平等优势。但其也增加了生产线协同控制的困难程度。本研究基于多Agent技术设计了混合微组装生产线协同控制方法。首先利用数学模型描述生产线协同控制目标,搭建混合微组装生产线信息采集与集成框架,并获取生产线信息。结合多Agent技术具有的动态协调性能构建生产线协同控制模型,以加工成本最低作为协同控制目标,求解最佳协同控制方案,实现混合微组装生产线的协同控制。实验结果表明：与传统方法相比,应用此方法后的协同控制任务分配时间较短,有效降低了生产线加工成本,证明此方法具有可行性。     

多生产线作业协调调度的PSOGA混合优化算法

为了求解多目标多生产线调度问题,采用协同进化思想,提出了多种群PSOGA混合优化算法(MC-HPSOGA)。以最小化最大完工时间、最大化生产线利用率和最大化客户满意度为目标函数,建立了多生产线作业协调调度问题的多目标批量调度数学模型,并且设计最小批量动态分批策略,将MC-HPSOGA算法应用于BSPT公司角磨机装配线的多目标多生产线调度问题实例中,通过与粒子群(PSO)和遗传算法(GA)的比较,验证了MC-HPSOGA算法和模型的有效性。     

基于Pareto最优的多企业协同计划调度优化

为解决协同制造环境下多协作企业的协同计划调度问题,针对多企业协同生产链实际运作过程,建立了一种考虑综合成本和完工时间的多目标计划调度优化模型。基于Pareto最优概念,采用NSGA-Ⅱ算法（快速非支配排序遗传算法）来解决多目标优化问题。为了保证解的收敛性和多样性,设计了有效的编解码方式和遗传操作程序,通过局部变异种群重复个体,并采用分布函数自适应选取精英数量,得到一系列Pareto最优解。最后通过仿真实例对多目标优化模型和算法进行了求解,结果表明,该方法可快速有效地实现全局多目标寻优,从而找到更多更合理的协同计划调度方案。
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仿真优化在制造系统生产调度中的研究进展

在阐述了生产调度概念、分类和仿真优化基本原理、方法的基础上,介绍了国内外仿真优化技术在制造系统生产调度中的应用概况、研究成果,并分别进行分析,指出目前制造系统仿真优化研究中存在的问题以及主要发展趋势。     

基于遗传算法的模具异地制造的优化调度

研究了模具异地制造的调度问题,建立了模具异地制造调度的最小模型,利用遗传退火算法实现了调度决策的优化,并提出了将遗传退火算法和分派规则相结合的调度策略和动态编码的方法,可提高搜索效率和速度,保证其全局收敛性。经调度实例验证表明,该算法能够提供了较为合理的调度方案。     

网络化制造系统中协同决策体系研究

网络化制造系统的协调运营是建立在各个节点企业之间高质量的信息传递与共享基础上,有效的网络化制造系统离不开信息系统提供可靠的决策支持。分析了网络化制造系统中的决策问题及其活动特点,给出了网络化制造系统中决策信息的层次概念模型。结合网络化制造系统中决策问题的特点,给出了用于网络化制造过程的决策支持系统结构模型,建立了一种基于多Agent系统(MAS)与数据仓库技术相结合的网络化制造决策支持系统(NMS-DSS)的体系框架。     

基于Internet的协同制造系统可靠性信息化技术研究

从协同制造系统的自身特点出发,建立了基于Internet的可靠性信息平台。构筑了基于XML的跨平台可靠性数据库,采用移动代理等技术对协同制造的各子系统和单元的可靠性数据进行实时采集,并进行面向网络的远程计算机辅助可靠性分析和评估,从而为制定系统可靠性提高策略提供了依据。     

复杂产品协同制造支撑环境技术的研究

简要描述了复杂产品协同制造支撑平台的系统组成、系统集成技术及其主要技术特点。重点介绍了目前自行开发成功并初步应用的多学科复杂产品虚拟样机工程支撑平台及其关键部件。该平台的新技术包括：①基于多约束条件下项目进度管理与优化为核心的项目管理技术，支持复杂产品虚拟样机工程全生命周期的管理与开发；②基于HLA／XML／Web中间件技术的多学科领域CAx／DFx工具集成方案；③符合OMG／MDA体系结构、面向组件技术、面向多学科领域的复杂产品虚拟样机高层建模语言；④基于组件技术、元模型技术、状态机理论的多学科虚拟样机协同建模与协同仿真；⑤基于HLA／VR／GIS的2D／3D可视化；⑥基于PDM技术、XML规范，面向服务的模型库管理系统；⑦基于仿真组件模型的虚拟样机仿真模型快速组装。     

机器人系统多学科协同优化设计

将多学科设计优化思想应用于机器人系统的设计问题.首先介绍了协同优化算法的主要思想与框架,然后以二自由度机器人的设计为例,着重研究用协同优化算法完成机器人的运动学、静力学、动力学与控制学的多学科设计优化.优化结果证明了协同优化算法解决复杂机器人系统多学科设计优化问题的有效性,为解决更为复杂的机械系统的设计优化问题奠定了基础.     

可集成制造执行系统(IMES)动态调度研究

在分析了国内外调度问题研究现状的基础上,提出沿用过程型MASS调度策略对可集成制造执行系统进行动态调度研究。首先构建了基于多代理的可集成制造执行系统(IMES)的体系结构,并详细地介绍了调度Agent的建模模块和调度决策模块的工作原理。最后结合标准调度6×6问题验证了此方法的有效性及可行性。     

基于Agent和工作流的跨企业协同制造支持系统

通过分析跨企业协同制造业务过程,提出基于Agent的柔性工作流驱动的跨企业协同制造支持平台,其核心是一组自主交互的智能Agent,通过Agent之间的协作实现协同制造任务建模、制造任务动态调度与分配、制造资源管理及制造过程管理等功能。讨论了系统结构设计、关键技术及系统实现,并以航空发动机企业间协同制造为例进行验证。系统表现了较好的模块化特性、柔性和开放性,并可能在敏捷供应链及扩散制造方面获得进一步应用。     

基于启发式算法的齿轮加工调度问题研究

通过研究企业调度管理的现状,采用启发式算法对车间生产调度问题进行了研究,并针对某齿轮加工车间的实际情况,开发了一套符合其生产需求的调度系统。     

动车生产中的组车优化调度方法

针对动车车厢产出顺序与交车顺序不一致导致的交车线车厢组车调度问题,结合某动车厂的交车线布置情况,建立了相应的仿真模型,并设计了一种简单有效的启发式调车方法。通过模拟3种批量的生产情形,并将启发式调车方法与穷举算法、遗传算法和随机规则进行实验对比,结果表明,所提出的启发式调车方法能够快速获得近优解。