大型構(gòu)件焊接車間調(diào)度模型與方法研究.pdf

1、焊接作為裝配生產(chǎn)的一項重要工藝，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)中，如航天、航空、造船、汽車生產(chǎn)、工程機械等。焊接同時也是一項高能耗的生產(chǎn)過程。因而，焊接生產(chǎn)對于整個生產(chǎn)系統(tǒng)的效率提高、能耗降低意義重大。然而，焊接作業(yè)與機械加工有著較大差異，如焊接中會出現(xiàn)多臺焊機同時焊接同一工件的場景。另外，焊接能耗有其獨有的規(guī)律，傳統(tǒng)調(diào)度問題模型、方法等已不再適用。目前專門針對焊接車間生產(chǎn)調(diào)度問題（Welding shop Scheduling problem

2、，WSSP）的研究極少，亟需對WSS問題進行深入研究。
　　本文針對大型構(gòu)件焊接車間調(diào)度模型及方法開展研究，建立了單目標數(shù)學(xué)模型、考慮能耗的多目標數(shù)學(xué)模型，分別設(shè)計了離散人工蜂群算法（Discrete Artificial Bee Colony Algorithm，DABC）和多目標人工蜂群算法（Multi-objective ABC，MOABC）進行求解，最后針對一個實際焊接車間的調(diào)度問題進行工程應(yīng)用分析。
　　首先，根據(jù)

3、實際生產(chǎn)中多臺機器可同時加工同一工件的特點，總結(jié)并定義了WSS問題，并基于帶準備時間的置換流水車間調(diào)度問題，建立了WSS問題的混合整數(shù)規(guī)劃模型，為算法的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，針對單目標WSS問題，設(shè)計了一種DABC算法進行求解，同時考慮工件加工順序與車間機器資源分配。設(shè)計了四種操作算子，增強了DABC算法的搜索效果，通過三個不同規(guī)模的算例，與 GA算法進行數(shù)值實驗對比分析，驗證了所提算法的優(yōu)越性。
　　然后，建立了

4、焊接車間的能耗評估模型，并在此基礎(chǔ)上建立了焊接車間能耗的多目標模型。在前章DABC算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了MOABC算法對多目標模型進行求解。通過數(shù)值計算，驗證了所提算法優(yōu)于SPEA2。
　　最后，針對一個實際焊接車間的生產(chǎn)調(diào)度實例進行分析，結(jié)果表明本文提出的單目標優(yōu)化方法比車間實際總加工時間節(jié)省55％，多目標優(yōu)化方法在考慮能耗的極端情況下，節(jié)省37%的總加工時間，并有效降低了能耗；同時，上述兩個方法較實際生產(chǎn)給出了更加合理的車間機器