网络化制造车间的资源优化选择及车间调度研究

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随着市场全球化、网络全球化进程的加快及企业的销售制造范围的扩大,全球化的生产销售业已成为众多跨国公司的主要经营策略。要在全球化的世界经济环境中生存并且持续发展,现代制造型企业首先要转变传统的制造模式采用先进的制造模式来应对经济全球化的挑战。网络化制造正成为敏捷制造、智能制造等先进制造哲理的一种重要实现形式。网络化制造是按照敏捷制造的思想,采用Internet技术,建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟,即网络化制造是在网络技术的支持下,利用计算机网络对制造资源进行控制和管理的一种手段,最终实现企业间的协同生产,这种新型的制造模式可以提高企业快速反应和竞争能力。以网络化制造这种先进制造模式组建的网络联盟企业可以将现有的制造资源迅速组合成为一种超越空间约束的、靠电子手段联系的、统一指挥的经营实体,这里的制造资源包括本企业其他分厂制造资源及外企业制造资源,各种制造资源在地理位置上具有分散性,在众多的制造资源中选择合适的资源对于后续生产的高效进行是非常重要的。同时,在网络化制造企业的车间层次,企业必须要提高制造过程的柔性和敏捷性,以适应快速变化的市场需求。传统的生产调度系统和调度方法已经不能适应网络化制造的要求,如何设计调度系统、如何进行调度也已经成为制造企业生产顺利进行的关键。本文在详细阐述网络化制造内涵的基础上,从网络化制造车间资源选择和车间调度两个方面进行研究,设计了一个基于多代理的网络化制造车间调度系统模型。首先,本文考虑到网络化车间制造资源的选择对于企业实施网络化制造的重要性,具体分析了网络化制造车间和设备资源的特点,利用模糊理论建立了资源优化选择决策模型。其次,对网络化制造车间的调度问题进行研究,提出了一种贴合网络化制造理念基于多代理的车间调度体系结构模型。最后,针对车间调度问题,考虑到网络化制造环境下的设备跨车间或企业的分散式分布的特性、工艺路线的不唯一性和客户竞争性的调度特点,结合传统车间调度的建模方法,建立了基于非合作博弈的作业车间调度数学模型,将车间调度的具体问题转化为求解非合作博弈模型的纳什均衡问题,并用遗传算法求解其Nash均衡解得到最终的调度结果。文章的最后以XX柴油机厂为例对以上研究进行了实证分析。实证结果表明,采用该方法在保证产品质量的前提下,可以缩短各个任务的加工时间,提高顾客满意度,降低生产成本进而优化整个生产系统,从而获得近优的任务计划及调度,保证计划执行的鲁棒性。
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