網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟制造環(huán)境下生產(chǎn)過(guò)程快速響應(yīng)技術(shù)研究.pdf

1、制造業(yè)面臨的市場(chǎng)變化日益頻繁且無(wú)法預(yù)知,客戶需求的個(gè)性化和多樣化,導(dǎo)致產(chǎn)品生命周期縮短、更新速度不斷加快。為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝,企業(yè)應(yīng)能適時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整其制造模式和控制策略,以支持對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟制造是適合中小型制造企業(yè)的一種生產(chǎn)模式,它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)制造資源、制造信息的集成與共享,通過(guò)聯(lián)盟企業(yè)的協(xié)作提高制造系統(tǒng)的敏捷性、柔性和市場(chǎng)應(yīng)變能力。本文針對(duì)裝備制造業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn),研究網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟制造環(huán)境下生產(chǎn)過(guò)程快速響應(yīng)策略及其關(guān)鍵技術(shù)

2、,以期滿足多變的客戶化生產(chǎn)需求。1.研究了制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的快速響應(yīng)機(jī)制,建立了基于網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟及資源共享的快速響應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型,期望從企業(yè)聯(lián)盟構(gòu)建層、客戶需求分析層、生產(chǎn)任務(wù)規(guī)劃層、生產(chǎn)資源重構(gòu)層、生產(chǎn)調(diào)度實(shí)施層五個(gè)層次提升制造系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能,并對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能模型進(jìn)行分析和描述,從而形成生產(chǎn)過(guò)程快速響應(yīng)體系結(jié)構(gòu)。2.提出一種基于服務(wù)資源匹配的制造企業(yè)聯(lián)盟構(gòu)建方法。以資源描述框架的數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ),建立了制造服務(wù)資源描述模型和服務(wù)資

3、源匹配策略；給出了服務(wù)資源的定性屬性匹配和定量屬性匹配算法；建立了服務(wù)資源的匹配搜索流程,從而實(shí)現(xiàn)利用網(wǎng)絡(luò)制造服務(wù)資源共享平臺(tái),形成更廣范圍的企業(yè)聯(lián)盟,以便更加及時(shí)地得到聯(lián)盟企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)支持。3.依據(jù)Agent的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),建立了基于多Agent的生產(chǎn)過(guò)程快速響應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型,重點(diǎn)研究了客戶需求向生產(chǎn)需求轉(zhuǎn)變過(guò)程的Agent輔助；在深入研究該輔助模式下生產(chǎn)任務(wù)規(guī)劃策略的基礎(chǔ)上,提出了基于退火進(jìn)化算法的生產(chǎn)任務(wù)分配優(yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)以招投標(biāo)

4、結(jié)果為基礎(chǔ)的綜合評(píng)標(biāo),從而獲得生產(chǎn)任務(wù)的全局最優(yōu)分配方案；借助可靠性理論,提出一種提高多Agent系統(tǒng)可靠性的并聯(lián)結(jié)構(gòu),構(gòu)造出可靠性最大化問(wèn)題的求解算法。4.提出了基于多色集合理論的系統(tǒng)資源重構(gòu)建模方法和方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用元素、個(gè)人顏色、統(tǒng)一顏色等概念,建立制造資源與系統(tǒng)功能的映射關(guān)系,通過(guò)搜索圍道布爾矩陣來(lái)獲得系統(tǒng)資源重構(gòu)的方案。在此基礎(chǔ)上,探討了重構(gòu)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取、處理和評(píng)價(jià)方法。其中,提出功能冗余度作為重構(gòu)方案的重要評(píng)價(jià)指

5、標(biāo),并給出該指標(biāo)的有效計(jì)算方法。從而實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)需求的生產(chǎn)資源快速組織。5.研究了多訂單生產(chǎn)環(huán)境下的計(jì)劃與調(diào)度集成優(yōu)化問(wèn)題,在充分考慮產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)約束、資源能力約束、提前-延期懲罰、設(shè)備間的運(yùn)輸時(shí)間以及多工藝路線問(wèn)題等的基礎(chǔ)上建立了單件生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)模式下的問(wèn)題規(guī)劃模型。設(shè)計(jì)了帶精英策略的蟻群求解算法,實(shí)現(xiàn)了直接面向多個(gè)訂單的工序級(jí)任務(wù)調(diào)度,將計(jì)劃層與調(diào)度層統(tǒng)一起來(lái),避免計(jì)劃與調(diào)度銜接過(guò)程中約束關(guān)系的丟失,便于獲得全局最優(yōu)解。實(shí)例運(yùn)行驗(yàn)