热加工领域生产调度优化算法研究及应用

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:gundamchen
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热加工工艺是制造业生产重要的分支,其产品在建筑、工业、航空、船舶、军工等领域有着广泛的应用。由于其生产过程的非流程化及复杂性,使得生产调度在其生产过程中对于优化生产节奏、降低能源消耗等具有举足轻重的作用。而随着信息技术的不断发展进步,由传统调度策略与信息技术相结合而产生的智能化调度方法日益成为车间提升生产效率、降低生产成本的重要手段,同时也是科学研究的热点。本文立足于生产流程相对复杂但在生产制造领域又颇具代表性的热加工领域,以该领域比较普遍的核心机-多批次生产模型作为研究类型,同时结合内蒙古北方重工业集团某热加工车间的生产实例进行相关生产调度问题的研究。首先,在分析车间生产流程和调度管理特点的基础上给出了该领域生产过程中调度问题的需求分析,并将其进行概括和归类,然后利用以启发式规则为主的方法给出了对应调度问题的求解策略。其次,针对热加工艺均热升温环节的装炉组合优化问题,利用基于启发式调度规则与改进遗传算法相结合的方法进行求解,通过引入相性数、局部基因串的概念,使得相似基因在遗传算法交叉变异过程中有效地聚集,优化了染色体种群进化质量,进而提升了算法的性能,并通过仿真实验证明了算法的可行性和有效性。最后,根据该车间的实际生产情况,利用本文研究的算法成果建立以加热炉计划排产为主要功能的热加工生产调度系统,并对系统的详细设计过程进行了阐述。通过本文的研究,可形成一套有效解决热加工核心机-多批次生产模式的生产调度优化算法,该算法相比传统的人工调度、规则调度在性能、精细度、先进性上都更胜一筹,并且在类似生产模式的其他生产调度领域也具有广泛的推广性。同时,本文在算法实现过程中利用相性数聚类、局部交叉变异的思想提升算法效率的应用也具有一定的学术参考价值。而建立在本文研究成果基础上开发、设计的生产调度系统可以有效、合理地制定该热加工车间的生产调度计划,对车间的生产排产组织工作提供科学和精细的指导。目前,系统已经得到了初步的应用,应用效果良好。
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