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基于MBOM和遗传算法的柔性作业车间调度与信息系统研究

【摘要】:随着全球市场经济的快速发展,产品琳琅满目,层出不穷。离散制造型企业客户订单逐渐由传统的单一品种、大批量向客户化定制产品、小批量方向发展。为了快速响应客户个性化需求,同时满足客户对产品交货期的要求,作业车间生产过程对柔性排产的要求越来越高。本文细致分析了M数控机床股份有限公司磨床系列产品的生产组织方式及作业车间生产调度现状。针对其产品周期长,物料种类繁多导致的现场混乱,生产过程无法把控,调度计划无法按时实施,最终导致交货期延长等问题,展开离散装配型柔性车间调度研究,解决长周期作业任务粗放式管理,作业任务排序和多目标约束的再调度等问题。本文的主要研究内容如下:1)针对离散装配型柔性作业车间长周期系列产品装配生产车间调度问题,本文提出一种基于制造物料清单(Manufacturing Bill of Material,MBOM)分解任务单的柔性作业车间调度方法。该方法首先构造基于MBOM的柔性作业车间任务分解组合调度模型,考虑任务优先级,以作业任务总拖期为优化目标,然后引入明显滞后成本的启发式复合分派规则进行求解,得到当前最优调度方案。通过案例应用,验证该方法的有效性。2)在基于MBOM获得当前作业排序方案后,进一步考虑作业任务间的成套性约束、作业资源约束、物料消耗平准化约束等,建立多目标约束的调度优化模型。以作业任务的总加权滞后时间最小为优化目标,采用遗传算法对其求解,得到最优调度方案。通过案例对比分析,验证了该方法的有效性和可行性。3)以上述研究内容和研究成果为基础,设计并开发基于MBOM的柔性作业车间调度信息管理系统。主要包括系统管理、基础数据管理、产品流程管理、数据收集管理、仓库物料管理、计划管理、再制品管理和报表管理等八大基本功能结构。最后,将该信息系统在M机床公司数字化车间试点运行,取得了良好的应用效果。4)本文的研究成果能有效指导离散制造型柔性作业车间调度,并能提高企业信息化程度和核心竞争力。

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