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一种混合流水车间生产与物流集成调度方法及系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-08-21 14:49:51

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-08-21 14:49:51

提供了一种混合流水车间生产与物流集成调度方法,包括以下步骤:S1、建立混合流水车间生产与物流集成调度模型,其中以工件的最长完工时间最小作为目标函数,约束条件包括工件工序的开始时间约束和任务对应约束;所述开始时间约束如下:si,j+1≥si,j+pi,j+ti,j,i=1,2,...,n;j=1,2,...,S-1

本发明属于车间调度领域,并公开了一种混合流水车间生产与物流集成调度方法及系统,包括以下步骤:建立工件工序的开始时间约束和任务对应约束,并根据开始时间约束和任务对应约束,以工件的最长完工时间最小作为目标函数,建立混合流水车间生产与物流集成调度模型;采集待调度工件的加工时间、加工机器和车间布局数据,进而根据该数据对混合流水车间生产与物流集成调度模型进行求解,得到混合流水车间的调度方案。本发明通过对混合生产与物流过程的调度模型和求解方法的设计,提高了车间的调度效率,协调生产与物流过程,提高了经济效益。

随着制造业发展,传统的制造模式已经不能适应市场的变化,“智能制造”的概念被越来越多的企业所接受。智能制造以新一代数字信息技术为基础,结合新的制造工艺和材料,贯穿产品的设计、生产、管理、服务各个环节,具有信息深度自感知、优化自决策和精准控制自执行等功能。而车间调度是智能制造的核心内容之一,其对待加工零件在车间环境的约束下进行整体优化,是生产准备和生产实施之间的纽带。

在传统车间调度问题中,往往不考虑工件在不同机器或工位之间的运输时间或将其假设为定值考虑在相应工序加工时间内。而现代柔性制造系统中,由自动导引小车(AGV)等运输设备来实现工件在不同机器之间的转移,并且工件的工序存在机器选择柔性,导致运输设备的路线选择也不同,造成了工件转移时间的不确定性。在这种情况下,按照传统调度方法求解出来的最优调度方案往往不是实际生产中的最优方案。因此,在传统车间调度的基础上同时考虑工件与物料的运输调度,研究柔性制造中生产与运输的集成调度具有现实价值。

混合流水车间生产与物流集成调度问题是混合流水车间调度问题和多运输设备调度问题两个NP-Hard子问题的集成,是对传统车间调度问题的拓展,在贴合现实生产情况的同时也具有更高的求解难度。同时,该类问题的解空间庞大,传统车间调度问题的模型和算法已不再适用。

在混合流水车间生产过程中,生产调度过程和物流调度过程之间存在着复杂的关联、制约规则。如果在模型和算法中不考虑这些问题,则会导致求解出的调度方案质量较差。因此,需要充分挖掘混合流水车间生产调度与物流调度之间的关联、制约规则,提出一种混合流水车间生产与物流集成调度技术,使其能更好适用于现代智能制造下的车间生产模式。

高亮(Gao Liang,Professor),1996年毕业于西安电子科技大学,获学士学位。2002年毕业于华中科技大学,获博士学位。国家杰出青年基金、首届腾讯“科学探索奖”、教育部新世纪优秀人才获得者。担任数字制造装备与技术国家重点实验室副主任、华中科技大学科技发展院副院长。主要从事智能制造系统、智能设计、智能优化方法等研究。承担国家自然科学基金重点项目、973课题、863项目、装发部预研基金、国防基础科研计划及企业委托课题等项目20余项。出版著作7部,其中英文专著2部,发表SCI论文270余篇,Web of Science被引5000余次,ESI热点论文2篇、高被引论文10余篇。担任IET CIM主编,SEC、JIPE副主编等。担任中国仿真学会智能仿真优化与调度专业委员会副主任、中国机械工程学会生产工程分会生产系统专业组副主任等。2011年获湖北省青年科技奖、2013年获中国机械工程学会青年科技成就奖。获得国家科技进步二等奖1项(排名第二)、教育部自然科学一等奖1项(排名第一)等。

1.本发明设计了一种混合流水车间生产与物流集成调度方法,能够协调车间生产调度约束和物流调度约束,有效计算混合流水车间生产与物流集成调度方案,协调生产与物流过程,对车间调度过程进行整体优化,提高车间的生产效率,提高经济效益。

2.本发明给出了针对集成调度问题和模型的特定编解码模式,可以建立问题调度方案与算法编码之间的有效映射,使得算法可以对所述集成调度问题进行有效求解,保证车间调度方案的优越性和生产过程中的稳定性。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。