單件小批MES作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化方法的研究.pdf

1、制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System，MES)以作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化為核心，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理信息和生產(chǎn)控制信息的集成，解決企業(yè)管理系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間的信息斷層問題。由于單件小批企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境和信息環(huán)境復雜，因此單件小批MES的體系結(jié)構應能夠解決單件小批生產(chǎn)管理的適應性問題，其作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化方法應該既滿足各種復雜的調(diào)度目標，又動態(tài)處理車間生產(chǎn)中的不確定隨機事件。
　　 本文以單件小批

2、生產(chǎn)類型為研究對象，提出新的單件小批MES體系結(jié)構及其作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化方法，解決單件小批產(chǎn)品整個生產(chǎn)過程的優(yōu)化問題，達到優(yōu)化運行、控制與管理企業(yè)的經(jīng)營活動和生產(chǎn)活動的目的。本文主要研究工作包括以下幾個方面：
　　 針對單件小批產(chǎn)品生產(chǎn)的特點，為解決單件小批產(chǎn)品生產(chǎn)對MES體系結(jié)構的適應性需求問題，以及傳統(tǒng)的集成造成的功能重疊、數(shù)據(jù)異構和系統(tǒng)復雜等問題，提出單件小批MES體系結(jié)構，建立它的功能模型，確定單件小批MES與企業(yè)資源計

3、劃、車間現(xiàn)場控制的集成關系，以滿足單件小批制造企業(yè)實際應用的需求。
　　 為適應單件小批MES車間作業(yè)計劃管理模式，解決MES的工序級作業(yè)計劃制定、作業(yè)監(jiān)控以及作業(yè)計劃變更等問題，設計單件小批MES作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化策略，確保找到滿足多種約束條件的、手工編制無法找到的、優(yōu)化的作業(yè)計劃方案，保證作業(yè)調(diào)度結(jié)果能夠符合車間的實際生產(chǎn)活動，達到作業(yè)計劃與生產(chǎn)實際統(tǒng)一的目標；并給出作業(yè)計劃與調(diào)度問題的形式化描述，以及作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化目標

4、。
　　 為解決MES中作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化的智能性問題，以遺傳算法作為基礎，提出兩種單件小批MES作業(yè)計劃與調(diào)度靜態(tài)優(yōu)化算法，構成算法庫，首先以最長完工時間最短為調(diào)度目標，提出作業(yè)計劃與調(diào)度的改進病毒進化遺傳算法，然后以平均流程時間最短為調(diào)度目標，提出作業(yè)計劃與調(diào)度的單親遺傳算法，兩種算法均具有良好的收斂速度和解的較優(yōu)性，以滿足作業(yè)計劃與調(diào)度問題對多目標性的要求。
　　 為解決MES作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化的敏捷性問題，提出考

5、慮不確定因素的單件小批作業(yè)計劃與調(diào)度動態(tài)算法，根據(jù)單件小批企業(yè)生產(chǎn)過程中大量存在不確定性等隨機事件的情況，實現(xiàn)生產(chǎn)進度監(jiān)控與作業(yè)計劃變更，以滿足作業(yè)計劃與調(diào)度問題對動態(tài)隨機性要求。并且，為了使得動態(tài)作業(yè)計劃與調(diào)度既能夠適應生產(chǎn)過程中的環(huán)境變化，又能夠增加MES的穩(wěn)定性，設計動態(tài)調(diào)度的驅(qū)動機制。
　　 為了驗證單件小批MES及其作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化方法的有效性，基于所提出的單件小批MES體系結(jié)構及其作業(yè)計劃與調(diào)度優(yōu)化方法，設計實現(xiàn)了