基于云制造的單件定制生產智能調度關鍵技術研究.pdf

1、為滿足用戶多樣性和個性化的需求，單件定制生產逐漸成為企業(yè)的主要生產模式之一。由于單件定制產品工藝的多樣性、復雜性，生產環(huán)境的隨機性、動態(tài)性，生產周期的難控性，以及交貨期、產品質量等的高標準性等，增加了企業(yè)生產調度的復雜性，增大了控制生產系統(tǒng)負荷的難度，導致制造資源利用率較低、對生產擾動無法及時響應等問題。為此，在單件定制生產下提高制造資源配置與調度效率成為亟待解決的問題。
　　云制造融合了云計算、物聯網、高性能計算和智能科學等技術

2、，可集中、統(tǒng)一、智能化地管理及調度制造資源和制造能力，可有效提高資源配置與調度效率?！胺稚①Y源集中管理、集中管理資源分散服務”是云制造的典型特點。用戶可通過云制造服務平臺實時獲取所需的制造資源及其全生命周期服務。為此，論文探索基于云制造平臺構建單件定制生產智能調度管理模型的方法，并通過若干關鍵技術研究，建立了一套智能調度方案，以滿足單件定制生產環(huán)境下的制造資源配置與調度需求。論文的主要研究內容與成果如下：
　?、俳o出了基于云制造的

3、單件定制生產智能調度問題，界定了智能調度的概念域，探析其運行機理，構建了相應管理模型，從過程管理的角度系統(tǒng)呈現智能調度的全貌。
　　②研究了云服務儲存管理模型及多工藝路線智能獲取，解決云服務的組織和獲取問題?；诹Ｓ嬎銟嫿思庸し桨赋W絡模型，為單件定制生產智能調度所需的分布式資源提供分類化的云制造平臺資源池；為快速獲取所需資源，制定了加工特征語義匹配策略，并考慮云制造模式下的分布式資源特征，構建了基于云制造平臺的工藝路線方案優(yōu)選

4、數學模型，同時引入改進群領導優(yōu)化算法求解模型。
　?、垩芯苛俗顑?yōu)工藝路線和調度集成方案獲取，解決云制造平臺上調度方案高效獲取問題。基于已獲得的多工藝路線，綜合量子演化算法、群領導優(yōu)化算法和混沌映射的各自優(yōu)點，提出了混沌量子群領導算法，求解出具有集成性的最優(yōu)工藝路線和調度方案，減少了工藝規(guī)劃方案與調度方案在執(zhí)行過程中的沖突。
　?、苎芯苛嘶谠浦圃炱脚_的干擾管理策略，解決單件定制生產調度過程中的新訂單插單和設備故障擾動問題。對

5、于新訂單插單問題，依托于遠程監(jiān)控技術，產品在使用過程中的運行狀況可被實時監(jiān)測，替換零部件的下單時間也可提前獲知。在此基礎上，通過云制造平臺獲取外協資源，實時調整調度方案，以減少新訂單插單擾動情況下初始調度方案的目標偏差、降低擾動成本。對于設備故障問題，基于物聯網技術和智能設備間通訊的特性，構建任務加工路徑地圖模型和設備故障擾動情況下的自組織調度策略，并以客戶滿意度和最小延期為目標，制定設備自組織單元與任務自組織單元相互選擇的標準。

6、>　　通過研究，實現了生產調度過程中產品生產所需的制造資源在云制造平臺上聚類與儲存模型的構建，有效地集中組織并管理所需云服務，為云制造環(huán)境下的資源獲取提供基礎；提出了基于云制造平臺的零件多工藝路線智能獲取方法，提升了資源獲取效率；改善了多工藝路線條件下調度方案生成的效果；制定了基于云制造平臺的干擾管理策略，降低了生產擾動的影響。論文的研究內容及相關關鍵技術通過實例得到了驗證，對單件定制生產調度相關研究具有重要借鑒意義，為云制造的應用領域