【摘 要】
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柔性作业车间实际调度过程中设备对应的缓存容量有限,且每台机床对应的缓存容量和缓存类型配置也可能不同,会导致工件阻塞在机床上,甚至造成作业调度方案的不适用等情况,所以在建立柔性作业车间调度模型时因充分考虑机床缓存对作业调度方案的影响,即应该在优化作业车间调度方案时考虑缓存约束的影响。论文在柔性制造车间环境下,分别针对输出缓存和同时具备输入输出缓存对柔性作业车间调度的影响情况,进行了带有缓存约束的柔性
【基金项目】
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“四川省科技计划项目(应用基础研究)-数字孪生车间生产自组织与自调节研究”;
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柔性作业车间实际调度过程中设备对应的缓存容量有限,且每台机床对应的缓存容量和缓存类型配置也可能不同,会导致工件阻塞在机床上,甚至造成作业调度方案的不适用等情况,所以在建立柔性作业车间调度模型时因充分考虑机床缓存对作业调度方案的影响,即应该在优化作业车间调度方案时考虑缓存约束的影响。论文在柔性制造车间环境下,分别针对输出缓存和同时具备输入输出缓存对柔性作业车间调度的影响情况,进行了带有缓存约束的柔性作业调度问题优化研究,并将其运用于实际车间作业调度方案优化过程中,有效的实现了带有缓存约束的柔性作业调度方案优化。本文主要研究工作如下:(1)带有输出缓存约束的柔性作业车间调度问题模型构建。在柔性作业车间调度问题基础上,考虑机床输出缓存容量大小对作业调度造成的影响,并对针对问题特性进行具体的分析,研究了因机床输出缓存容量不足时造成的机床阻塞和工序冲突,然后以最小化最大完工时间为优化目标,建立了带有输出缓存约束的柔性作业车间调度问题数学模型。(2)基于改进遗传算法的带有输出缓存约束的柔性作业车间调度问题模型求解。根据问题特性和算法特性设计编码方法、解码方式以及合理的工序冲突调整方式。针对传统遗传算法在求解此问题时,存在初始种群质量不高、遗传算子搜索能力不强等问题,对算法进行改进。通过基于标准算例构建的实验算例对算法改进机制有效性进行验证,再通过不同输出缓存容量的实验算例验证算法的可行性,最后通过对比其他求解算法验证改进遗传算法的优越性。(3)带有输入输出缓存约束的柔性作业车间调度问题建模及求解。在机床输出缓存约束的基础上将问题约束进行扩展,考虑不同缓存类型组合对作业调度的影响,以最小化最大完工时间为优化目标,建立带有输入输出缓存约束的柔性作业车间调度问题数学模型,通过对解码方式进行进一步的改进后的遗传算法对问题求解,最后基于标准算例库构建的带有输入输出缓存的实验算例,通过实验验证所建立的数学模型的正确性以及算法的有效性,并对比其他求解算法验证改进遗传算法的优越性。(4)带有输入输出缓存约束的柔性作业车间调度的工程实例应用。通过某数控车间的工程实例,进一步验证了本文带有输入输出缓存约束的柔性作业车间调度优化模型与和求解算法的可行性,有效解决了带有缓存约束的柔性制造车间作业调度问题。
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