MES环境下作业车间多级动态调度方法研究

作业车间存在着许多不确定信息干扰生产,为有效解决制造执行系统环境下作业车间的动态调度问题,设计了一种基于实时数据采集的多级作业车间动态调度方法。在静态调度基础上,根据车间生产中实际情况,考虑了紧急插单、加工延时、机器停工等影响排产的扰动因素,建立作业车间动态调度模型,设计了缓冲吸收、调度修复及完全重调度相融合的调度方法。以交货期为目标,通过算例演算,实现了对动态扰动因素的满意处理,验证了方法的有效性。     

基于遗传算法和多智能体的染缸生产排产与动态优化设计

为解决小批量、多品种浸染生产不合理调度导致高能耗和多污染排放的问题,提出了一种基于遗传算法和多智能体染缸调度与动态优化的方法.该方法基于染缸车间制造执行系统、企业资源计划和过程控制系统实时数据,采用分层调度算法.其中静态层采用支持多产品的批处理、多染缸的非等同性、前期订单、订单交货期和切换成本等约束条件的遗传算法;动态层采用支持染缸运行状态的多智能体的协调动态优化算法.通过对生产过程中多约束条件和多动态变化因素的算法求解,获得染缸作业任务动态优化设计.仿真结果表明,与单纯遗传算法和人工调度相比,基于数据驱动的分层动态优化调度达到了染缸作业排产优化和污染减排的目标和实际应用的可行性.     

一种动态识别瓶颈机床的启发算法

瓶颈机床是影响车间生产和调度的关键因素。针对Jobshop调度中的瓶颈机床确定问题,提出了动态识别瓶颈机床的搜索算法框架。并详细讨论了算法框架中的工序开始时间窗、搜索空间的概率模型和动态启发算法。最后用算例验证了动态启发算法的有效性。     

面向机械车间的制造执行系统

针对中小批量生产的机械加工车间,深入研究其生产管理模式,提出具有较强适应性的离散类制造执行系统模型,设计了Job-shop调度算法。并以此为构架开发了基于Web的制造执行系统软件,建立了一个以作业计划与调度为核心的MES运行系统。     

复杂作业模式下车间动态调度问题的研究

对复杂作业模式下车间生产过程中的动态扰动进行了分类,并以此为基础,建立了基于扰动类型的动态调度策略,提出了自动调度与人工调度相结合的双重调度机制,并给出了相应的动态调度过程模型。该方法既保证了扰动响应的灵活性,又综合了典型调度算法单目标的精准性和人工经验的实用性,为有效解决复杂作业模式下的车间调度问题打下了良好的理论基础。     

多Agent动态调度方法在染色车间调度中的应用

为解决复杂、繁琐的染色车间调度问题,根据印染生产过程的工艺特点和约束条件,建立了染色车间作业调度问题模型。为了提高调度系统对生产环境经常发生变化的自适应能力和全局优化能力,提出了一种基于蚂蚁智能与强化学习相结合的协商策略的多Agent动态调度方法。在该方法中,智能Agent能根据行为的历史反馈和立即反馈来选择相应的行为,也能根据算法的历史奖励来选择相应的智能调度算法,从而把一小部分工序任务的实时局部优化和大部分工序任务的全局优化结合起来。调度实例的求解结果验证了该方法的有效性。     

基于多智能体结构的车间调度方法

车间调度问题是一个复杂的 NP问题 ,车间调度系统需要具有相当的柔性机制。本文提出了一种基于多智能体结构的车间层动态调度方法。系统中有三种代理 ,车间代理、资源代理和任务代理协同并行工作。车间代理负责各个任务代理之间的协调 ,任务代理安排任务的调度路径 ,资源代理安排车间中的具体制造资源。车间代理能够动态调整调度规则 ,解决任务代理之间的资源分配冲突。任务代理采用招标投标机制选择最佳资源代理。资源代理能够提出并实时调整局部调度方案。本文实现了一个基于多智能体结构的车间调度原型系统。     

基于GEP-DES的柔性流水车间机器与AGV集成实时调度方法

智能制造背景下，考虑机器与AGV集成实时调度对整个生产系统效率提高具有重要的意义。针对工件动态到达、加工时间存在波动的情况，提出一种将基因表达式编程算法与离散事件仿真(GEP-DES)相结合的实时调度方法以解决基于最小化最大完工时间为目标的机器与AGV集成调度模型。该方法在离线阶段设计三段式编码的GEP算法以描述机器与AGV集成运作过程，借助DES过程获取目标函数值以对GEP指标性能进行评估，最终挖掘出高质量的调度规则。挖掘出的调度规则与在线阶段车间实时工况信息交互以实现机器与AGV集成的实时调度。最后，将所提方法与传统调度规则方法进行对比，实验结果验证了所提方法的有效性与优越性。研究成果为快速响应柔性流水车间生产中的机器与AGV集成实时调度提供了方法支持。     

物联网环境下混流生产车间两级动态调度研究

针对不确定的动态事件干扰混流生产车间预先调度实施的问题,对调度信息传递、车间扰动恢复、多目标优化等问题进行了研究。建立了以RFID技术为支撑的物联网环境下实时工况驱动的调度-重调两级动态调度机制,在物料消耗速率均衡化、最短化最小生产循环周期的两个预调度模型基础上,构造了混合布谷鸟搜索求解算法;基于扰动事件的特性,采取事件和周期混合驱动的调度策略,通过滚动窗口技术和混合布谷鸟搜索算法对重调度进行了求解,利用仿真平台对调度模型及混合布谷鸟搜索算法进行了测试。研究结果表明:该物联网环境的构建符合车间实时动态调度需求,能够实现工况信息的及时传递;调度机制能够有效应对各类扰动,满足了混流车间实际调度需要;算法求解速度快,获得的解质量良好。     

基于遗传算法的生产装配线调度优化研究

总结了车间作业调度问题,提出了基于遗传算法的装配线调度的优化算法.通过仿真试验,初步实现了该算法在解决生产装配线调度问题的可用性.     

基于MES的智能生产调度系统研究与实现

根据现代制造企业生产调度的要求,采用基于启发式算法和遗传算法相结合的智能生产调度算法,建立了基于MES的智能生产调度系统。详细提出了该系统的总体结构及其实现流程;介绍了基础数据库、作业调度、结果输出以及系统维护四大功能模块的具体内容;实现该系统的关键技术,其中包括该混合算法的具体实现过程、标准工时数据库的建立硝及系统实现的技术支持。该系统弥补了单一算法的不足,能够取得良好的调度效果,从而提高企业的生产效益。     

基于单件小批企业的制造执行系统研究及优化

作为连接企业上层生产计划管理系统和底层设备控制系统之间接口的制造执行系统,是当前管理信息系统研究和开发的热点与难点。本文探讨了适用于单件小批量生产的重型机械制造企业的制造执行系统的结构框架,详细地描述了其各个功能模块的作用,并给出了实现系统优化调度的遗传算法的问题编码、遗传操作和评价函数以及算法的整个过程。按照这种框架所构建的制造执行系统,能够实现生产作业计划的实时调度以及生产过程的实时控制。     

柔性工艺路线蚁群优化单元作业调度

在柔性工艺路线的作业调度问题中,根据设备的约束以及加工过程中的费用、加工时间等因素,建立初始有向图,采用新颖的基于动态信息素更新策略的蚁群优化算法,迅速收敛并得到最优解,从而提高调度系统的可行性,增强系统稳定性和健壮性。该方法以减少外协,均衡生产,确保设备连续生产为目标,有效地支持了分布式制造单元的管理过程,增强了单元系统信息分布处理和规模可扩展能力。最后给出了算例,并对计算结果进行了分析和讨论。     

基于蚁群算法的模具制造动态调度研究

为解决模具制造动态调度问题，建立了动态调度系统。该系统利用蚁群算法和优先分配启发式算法相结合的调度算法，解决具有工件约束的模具零件的调度问题。该算法首先由蚁群算法确定模具零件各工序所用加工机床，然后利用优先分配启发式算法确定在同一台机床上加工的各零件的先后顺序。考虑动态调度的实时性，提出了局部更新和全局更新相结合的、基于滑动窗口机制的动态调度方法。对于发生频率高但对调度计划执行影响不大的扰动事件采用局部更新策略，反之则采用全局更新策略，在保证获得近优解的同时提高了动态调度的效率。     

动态制造环境下的可变特征制造系统自适应调度方法研究

针对动态环境下的可变特征制造系统自适应调度问题,提出了基于合弄体的自治与协调机制,将复杂制造系统的制造资源分解为若干个自治的子合弄体,通过组织不同的子合弄体构建了基于生产任务的可变特征制造系统.由于瓶颈工位的子合弄被多个生产任务共同使用,采用基于瓶颈的启发式算法对瓶颈子合弄进行调度排序,从而实现了动态环境下的可变特征制造系统自适应调度.最后给出了系统应用效果,运行结果表明所提出的方法是有效的.     

基于西门子平台的卷包排产子系统的研究

首先分析了烟草MES(制造执行系统)的背景、发展趋势及基本功能,接着介绍了当前流行的MES支撑平台--SIMATIC IT(西门子平台)的软件架构和各部分的功能,并提出一种适合于烟草企业卷包排产的规则算法,最后着重论述了基于SIMATIC IT和该排产算法的某烟厂卷包排产子系统,包括子系统的软件结构、基础数据和卷包排产的步骤.为了证明SIMATIC IT的适用性以及排产算法的有效性,列出了卷包排产数据和生产现场反馈数据的对比.     

基于MES的生产车间管理信息系统

针对制造企业在实施生产管理信息化过程中存在的问题,提出以制造执行系统(MES)为核心的三层结构———企业资源计划(ERP) /制造执行系统(MES) /过程控制系统(PCS)的生产管理信息化的实施方案,用于解决生产与计划相互脱节的难题,实现了车间的现场调度、生产过程控制、在线质量控制,以及对生产过程中“非常规信息”的控制与管理,加强了制造计划的可执行性。     

基于零件虚拟工序队列的FMS动态调度研究

提出虚拟工序队列的概念,并在此基础上提出一种基于静态零件分批（静态调度）的ＦＭＳ动态生产调度方法,该算法充分考虑到ＦＭＳ的系统资源限制及零件运输等环节,能较好地解决生产调度中的设备负荷平衡,系统紧急事件发生（如机床故障,新零件加工等）,可替代加工工序等问题,且易于实现,具有较广泛的适应性。     

基于网络化的协同MES调度系统的设计

对网络化MES系统进行了介绍和分析,根据分散化制造结构的特点设计了基于分布式的MES结构模型,论述了网络化MES的调度决策方法和组织结构。采用该方法可以使分布于不同地理位置的生产单元在MES的生产控制下有效地组织生产,达到协同优化的目的。     

基于MES和CAPP的动态质量可追溯系统

为了实现产品质量在制造执行层面的动态追踪和溯源,提出了一种基于制造执行系统和计算机辅助工艺设计的动态质量可追溯模式。通过分析制造执行系统中质量数据的自动采集、分析流程以及计算机辅助工艺设计过程数据,给出了制造执行系统与工艺设计过程的动态集成框架;分析了基于集成平台的动态质量追溯数据流,建立了动态质量追溯系统的运行模式和体系结构。以发动机点火系统为例,开发了集成动态质量可追溯系统原型,实现了质量信息的并行实时追踪与控制,使得潜在工艺设计缺陷和制造执行系统故障得以有效控制与纠正,为企业构建了基于工艺设计-制造执行模式的动态质量控制平台。