軟袋藥品生產(chǎn)物流系統(tǒng)的規(guī)劃調(diào)度和控制軟件設(shè)計方法研究.pdf

1、本文結(jié)合863高技術(shù)研究計劃“高速包裝機器人及其成套裝備”項目,面向新型輸液軟袋自動化生產(chǎn)物流系統(tǒng)需求,系統(tǒng)地研究其布局選擇、系統(tǒng)平衡、緩沖區(qū)分配、生產(chǎn)調(diào)度和現(xiàn)場控制軟件等相關(guān)理論與方法。論文取得了如下創(chuàng)造性成果:
　　 □針對新型輸液軟袋自動化生產(chǎn)物流系統(tǒng)的布局形式,建立了包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層的層次分析模型。利用特征向量法構(gòu)造出含三角模糊標(biāo)度的因素判別矩陣的權(quán)重向量,得到兼顧成本、重構(gòu)時間、種類、生產(chǎn)率及質(zhì)量的權(quán)重向量,

2、進而以權(quán)重最大系統(tǒng)布局形式選擇的目標(biāo),實現(xiàn)了軟袋生產(chǎn)物流系統(tǒng)的布局優(yōu)化設(shè)計。
　　 □針對軟袋物流系統(tǒng)的平衡問題,將局部并聯(lián)系統(tǒng)等效為串聯(lián)系統(tǒng),以平衡率最高為目標(biāo),以生產(chǎn)節(jié)拍和工序過程為約束,采用Petri網(wǎng)絡(luò)描述工序約束,組合染色體遺傳算法為優(yōu)化方法,得到了系統(tǒng)工作站和設(shè)備清單,從而等效串聯(lián)布局的裝備配置方案。
　　 □采用多級串行生產(chǎn)線的連續(xù)性模型和近似分解方法,建立了生產(chǎn)線可用度和緩沖區(qū)容量分配間的關(guān)系模型。在緩沖

3、區(qū)總?cè)萘渴芟薜臈l件下,利用該模型提出一種以生產(chǎn)線最大可用度為目標(biāo)的優(yōu)化策略,并采用半父體比例交叉和單親交叉型變異遺傳算子獲得了滅菌、裝箱、生產(chǎn)等緩沖區(qū)優(yōu)化配置方案,有效地提高了系統(tǒng)可用度。
　　 □將軟袋生產(chǎn)物流系統(tǒng)的調(diào)度問題等效為含有緩沖區(qū)的作業(yè)車間調(diào)度問題,提出一種含投料順序和路徑分配的2染色體編碼方式,以最大完成時間為適應(yīng)度值的遺傳算法。在此基礎(chǔ)上,使用UML建立了仿真軟件的用例圖、類圖和對象協(xié)作圖,通過將協(xié)作圖依次轉(zhuǎn)換為

4、OOPN模型和Emplant仿真模型,并嵌入所設(shè)計的遺傳算法實現(xiàn)了車間調(diào)度。經(jīng)對15批次、3個型號的生產(chǎn)任務(wù)調(diào)度算例表明,該方法具有系統(tǒng)建模速度快、調(diào)整方便,可有效提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率等優(yōu)點。
　　 □采用Petri網(wǎng),提出碼垛機器人子系統(tǒng)控制軟件的體系結(jié)構(gòu)、調(diào)用規(guī)則和控制邏輯,并用可達圖證明了其安全性和無死鎖性。在此基礎(chǔ)上,采用Simulink-stateflow仿真方法和圖形化編程語言Labview實現(xiàn)了系統(tǒng)的全部邏輯控制功能。