面向智能工廠離散型智能制造單元的研究.pdf

1、隨著“大數(shù)據(jù)”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“云制造”、“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”等一系列重大發(fā)展戰(zhàn)略的提出，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)緊密聯(lián)系在一起。網(wǎng)絡(luò)訂單規(guī)模呈現(xiàn)出多品種、小批量的特點，為了滿足顧客日益?zhèn)€性化的需求，傳統(tǒng)的大型流水線生產(chǎn)模式正向智能工廠模式轉(zhuǎn)變。智能工廠倡導(dǎo)清潔制造、綠色制造，如何高效合理地調(diào)度智能工廠中的智能機器人完成加工任務(wù)是目前國內(nèi)外研究的前沿課題。
　　智能工廠通常由若干離散型智能制造單元組成，通過智能加工機器人、全自

2、動加工島、信息物理融合系統(tǒng)以及中央處理器等模塊，實現(xiàn)了從原材料到成品的智能化制造。本文對于智能工廠離散型智能制造單元展開研究：首先，闡述了智能工廠制造模式和離散型智能制造單元的特征，分析了智能工廠與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式之間的聯(lián)系及區(qū)別，結(jié)合傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)調(diào)度建模，對離散型智能制造單元機器人調(diào)度進行了分析，從最短生產(chǎn)周期和最短路徑規(guī)劃兩個方面做出說明；其次，建立了智能工廠離散型智能制造單元調(diào)度模型，考慮了產(chǎn)品種類、產(chǎn)品數(shù)量、機器人加工規(guī)則等因素的

3、約束，以完成加工任務(wù)的總能耗最小為優(yōu)化目標；然后，將目標分解為機器人行走能量消耗和加工產(chǎn)品能量消耗兩部分，設(shè)計了嵌套模擬退火算法(SA)、嵌套粒子群算法(PSO)和嵌套SA-PSO算法三種求解策略；最后，以德國KUKA公司智能芯片制造單元為例進行研究，根據(jù)產(chǎn)品種類和訂單規(guī)模建立調(diào)度模型，分別采用上述三種算法進行求解，通過控制變量法討論參數(shù)設(shè)置的影響，對比運行結(jié)果，使用SA-PSO算法得出了最佳調(diào)度策略，驗證了模型和算法的有效性。