收藏本站
《上海大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂产品多级制造系统生产计划与调度集成优化研究

董巧英  
【摘要】: 复杂产品是客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造流程复杂、试验维护复杂、项目管理复杂、工作环境复杂的一类产品。复杂产品由原材料加工为产品或半成品的过程,通常是在多级制造系统(Multistage Manufacturing System, MMS)内完成的。多级制造系统的各级子系统可以实现加工、装配或其他能够增值的制造过程,由工作单元、车间、分厂或企业组成。在复杂产品多级制造系统中,各级系统之间一般关系复杂、生产种类繁多、产品结构复杂、信息交流频繁。其生产计划及生产管理十分复杂,因此研究多级制造系统生产计划与调度集成优化非常重要。 本文以复杂产品多级制造系统为研究对象,提出以生产计划与调度集成优化研究为核心,以产品标准时间计算研究和制造资源与任务集成建模研究为辅的多级制造系统生产计划与调度集成优化关键技术的研究。主要工作有: (1)针对多级制造系统生产计划与调度集成优化过程中所需要的大量准确的产品工时信息,提出预处理研究:复杂产品多级制造系统产品标准时间计算研究。在分析当前标准时间和工时计算研究现状和不足的基础上,提出了基于基元操作(Primitive Operation, PO)的人工作业标准时间计算研究以及基于设备类型和基元操作的产品标准时间计算方法。 (2)针对多级制造系统生产计划与调度集成优化过程中所需要的复杂的制造资源信息,提出预处理研究:复杂产品多级制造系统制造资源与任务集成建模研究。针对制造资源模型描述底层化和制造资源信息集成度低的问题,提出了制造资源的能力制造单元(Capacity Manufacturing Unit, CMU)和基于CMU的制造资源与任务集成模型(Manufacturing Resource and Task Integrated Model, MRTIM)。 提出的复杂产品多级制造系统产品标准时间计算方法能够比较准确、快捷地制定产品工时,MRTIM模型把制造资源、任务、工时、人员配置等多种信息集成在同一个模型框架内并建立起了映射关系,从而为生产计划与调度集成优化提供快速、准确的信息支持。在预处理研究的基础上,提出本文的核心研究内容: (3)复杂产品多级制造系统的生产计划与调度集成优化(Integrated Optimization of Production Planning and Scheduling, IOPPS)建模研究。针对串行生产计划和调度存在的计划与调度割裂、计划难以响应调度过程中的变化、变化不能及时反馈的问题,提出了生产计划与调度集成优化研究。针对多级制造系统的典型子系统,提出了柔性作业车间和置换流水车间的生产计划与调度集成优化完备建模问题定义及其基于多种目标和约束的多产品生产计划与调度集成优化完备模型;针对生产关系复杂、计划与调度信息交互频繁的多级制造系统,提出了多级制造系统生产计划与调度集成优化建模问题的定义,建立了考虑各级系统之间生产衔接等问题的多级制造系统生产计划与调度集成优化完备模型。解决了串行生产计划和调度存在的问题和多层次结构产品的生产计划与调度综合优化建模问题,实现了多级制造系统及其单级子系统中生产计划与调度的同时优化。 (4)复杂产品多级制造系统的生产计划与调度集成优化模型求解算法研究。针对生产计划与调度集成优化完备模型难于求解的问题,采用全空间(Full Space)启发式求解方式来求解此问题。提出了改进离散微粒群优化(Modified Discrete Particle Swarm Optimization, MDPSO)算法和基于并行MDPSO的文化算法(Cultural Algorithm based on MDPSO, CA-MDPSO)。在经典微粒群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)基础上,对其编码方式、解码方式、进化方式进行相应的改进,提出改进的离散微粒群优化(MDPSO)算法来解决生产计划与调度集成优化问题,仿真和算法比较实验结果证明了算法的有效性;将提出的MDPSO进化算法嵌入到文化算法的进化框架中,提出基于并行MDPSO的文化算法(CA-MDPSO)来解决多级制造系统生产计划与调度集成优化问题,仿真和算法比较实验结果证明了算法的有效性。解决了多级制造系统及其单级子系统生产计划与调度集成优化完备模型的求解问题,在新兴智能优化算法改进及其在生产计划与调度集成优化领域的应用研究方面有所贡献。 (5)为了对提出的方法和模型进行系统实现和验证,设计了基于网络运行的复杂产品多级制造系统生产计划与调度集成优化的原型系统,实现了产品标准时间实时计算、调用,制造资源与任务集成建模、查找,生产计划与调度集成优化的建模、求解等功能,完整地对论文的核心思想进行了验证和系统实现。 本文的研究成果在一定程度上丰富了复杂产品多级制造系统生产计划与调度集成优化关键技术的研究,从产品的标准时间建立、制造资源与任务信息的明晰化到车间生产计划与调度集成优化工作的开展,构成了一个有机的整体。提出的关键技术不仅在理论方面有所突破,而且可以有效提升制造企业的竞争力,达到在不增加或少增加投入的情况下,提高企业生产力、资源利用率和决策管理能力的目的。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:F426.4;F224

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄海军,徐刚;多阶段制造系统调度模型与资源价格研究[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
2 廖伟智,孙林夫;网络化资源配置中的制造资源模型研究[J];电子科技大学学报;2005年05期
3 王奕首;艾景波;史彦军;滕弘飞;;文化粒子群优化算法[J];大连理工大学学报;2007年04期
4 徐和平,王德国,孙林岩;多阶段制造系统的生产计划与调度综合模型[J];兰州理工大学学报;2004年03期
5 张军辉;张志英;江志斌;毛文芳;;船厂起重作业时间测定与分析[J];工业工程与管理;2006年01期
6 钟宏才,刘建峰;应用神经网络实现中间产品加工工时定额的快速计算[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2003年02期
7 何洋林;叶春明;;模糊交货期Flow Shop调度文化进化算法研究[J];上海理工大学学报;2009年01期
8 柳毅;叶春明;;模糊交货期Flow-shop调度问题的改进微粒群算法[J];哈尔滨工业大学学报;2009年01期
9 滕居特;陈国初;顾幸生;;分段式微粒群优化算法[J];华东理工大学学报(自然科学版);2006年04期
10 马慧民;叶春明;;基于文化进化的并行粒子群算法[J];计算机工程;2008年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张吉楠;计算机辅助工时定额测算系统开发与研究[D];西北工业大学;2003年
2 郝景新;板式家具典型作业岗位工时与产能研究[D];南京林业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘延明;陆克芬;方崇;;基于投影寻踪和粒子群优化算法的南宁市内河水质综合评价研究[J];安徽农业科学;2009年26期
2 冯守均,徐立中,李文令;茨淮新河上桥枢纽工程信息系统集成与建模[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2003年04期
3 冯守均,刘海声,徐立中;基于CIMS的茨淮新河工程信息与系统集成[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2004年02期
4 杜鹏,杨肇夏,赵闯;基于组件的仿真系统通用数据管理方法研究[J];北京交通大学学报;2004年06期
5 李丹;;UML在存货内控风险调查审计中的应用[J];北京服装学院学报;2006年02期
6 陈建泗;孙福;陈财森;;基于XML的文书流转系统的设计与实现[J];兵工自动化;2008年09期
7 卓奕君;;基于Flexsim的生产线优化设计[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年03期
8 陈超武;董绍华;丁文英;;ERW钢管多阶段生产计划的编制及优化[J];北京科技大学学报;2006年07期
9 胡茂林;;基于IIEM的企业建模方法研究[J];商业研究;2005年24期
10 倪庆萍;;动态企业建模(DEM)技术——柔性管理信息系统的构建基础[J];商业研究;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梅芬;文鹏;;江福公司焊装车间基于精益生产的现场改善[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 黄至辉;阚树林;;对汽车电子配件企业生产计划调度优化的研究[A];2007年全国第十一届企业信息化与工业工程学术会议论文集[C];2007年
3 马全峰;张文明;徐豪华;;仿真模型重用技术研究[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
4 刘晓平;唐益明;郑利平;;复杂系统仿真对复杂系统研究与创新的意义[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 张立彬;蒋建东;张宪;钟江;;微小型农业机械产品设计新方法应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
6 王云;董增寿;卓东风;;基于图像纹理和结构特征的燃烧指数的高温低氧火焰燃烧稳定性识别[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
7 陈杨;;通用计算机辅助工时定额管理系统[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
8 蒋小应;林杰;尚均;陈杨;;敬信通用机械劳动定额管理系统在九院六所信息集成中的应用[A];九省二区第三届泛珠三角先进制造论坛论文集[C];2006年
9 段国林;田晓媛;郭继鸣;陈小黔;;基于XML的企业建模方法[A];全国第九届企业信息化与工业工程学术会议论文集[C];2005年
10 宁伟锋;严隽薇;戴毅茹;;集成化企业模型并行仿真系统中的资源调度[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 饶蕾;信息物理融合系统能量管理研究[D];华中科技大学;2010年
4 胡沙;面向服务的模具企业信息系统集成平台关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
5 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
6 高雪瑶;语义特征造型的与历程无关技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
8 赵晓峰;虚拟制造环境的信息规范及其Z描述研究[D];山东大学;2010年
9 孙卫红;基于知识的网络化制造工艺设计技术及其在机床装备制造中的应用[D];浙江大学;2010年
10 陈彬;面向DEVS的多范式建模与仿真关键技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王伟;基于遗传算法的炭素企业生产计划与调度研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈阳;基于人工鱼的全局优化文化算法及其应用[D];郑州大学;2010年
3 黄明明;半监督学习方法研究及在警用平台中的应用[D];大连理工大学;2010年
4 王丽;ERP实施中的业务流程建模与优化研究[D];中国海洋大学;2010年
5 杨林;求解带性能约束圆集布局问题的启发式蚁群算法研究[D];湘潭大学;2010年
6 李理;求解带弱约束条件的约束优化问题的文化算法研究[D];湘潭大学;2010年
7 曹春苗;基于复杂网络的知识价值链建模及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
8 车大伟;农户贷款管理系统设计与实现[D];华东师范大学;2010年
9 刘凌子;混合文化进化群智能算法及其应用[D];广西民族大学;2010年
10 张创业;协同进化算法研究及应用[D];广西民族大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄海军,徐刚;多阶段制造系统调度模型与资源价格研究[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
2 冯国胜,钱国钦,贾素梅;产品定额数据库管理系统的开发及应用[J];北京汽车;1995年02期
3 刘璇,沈晓红;特征定义及构成[J];北京轻工业学院学报;1997年02期
4 刘璇,沈晓红;特征的工程变换研究[J];北京轻工业学院学报;1998年03期
5 王晶,刘璇;CAPP中切削用量的自动确定[J];北京轻工业学院学报;2001年01期
6 刘国鹏;技术测定方法在劳动定额标准中的运用[J];标准化报道;1994年01期
7 郑积仕;汤志康;;一种基于模糊神经网络的城市道路交叉口可变相序控制[J];重庆工学院学报;2006年05期
8 刘悦红;对正确制定劳动定额水平的探讨[J];车间管理;2002年02期
9 熊红云,何钺;面向柔性生产线的分批与调度集成模型及其遗传启发算法[J];长沙铁道学院学报;2001年01期
10 周宇戈,张光元;工艺信息数字化的特点及关键技术[J];电讯技术;2001年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李军;家具柔性化生产的研究[D];南京林业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 曹兴涛;同类机同型机的几个排序问题[D];曲阜师范大学;2001年
2 龚笋根;钣金柔性生产线的负荷分配与平衡研究[D];西北工业大学;2002年
3 宋崎;工艺数字化系统中多工艺方案的评价[D];大连铁道学院;2003年
4 廖伟智;成德绵区域网络化制造资源优化配置的技术研究与设计[D];电子科技大学;2003年
5 张吉楠;计算机辅助工时定额测算系统开发与研究[D];西北工业大学;2003年
6 刘培义;家具配料工段的作业研究[D];南京林业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戚淑华 ,许再贤;运用咨询服务 改善管理[J];企业管理;1981年04期
2 于英川,于丽英;生产计划的多目标群体偏差度决策及其支持系统[J];上海大学学报(自然科学版);1999年06期
3 宋成海;济钢120t转炉减速机网络计划[J];一重技术;2002年04期
4 张斌,于明,王晨,陈荣兴,刘艳凯,苏颖;生产计划制定过程的分析及数学建模[J];工业工程与管理;2003年03期
5 ;重庆市人民政府办公厅转发国务院办公厅关于尽快恢复撂荒地生产的紧急通知的通知[J];重庆市人民政府公报;2004年06期
6 李初福,何小荣,陈丙珍,陈勃,龚真直,张秋怡;炼油企业供应链管理中实沸点切割点的优化[J];化工学报;2005年11期
7 张冰剑;华贲;陆明亮;;炼油企业生产计划和能量系统集成优化研究(英文)[J];计算机与应用化学;2005年12期
8 林云堂;;浅说PCB企业的交期管理[J];印制电路信息;2006年01期
9 张冰剑;华贲;陆明亮;;炼油企业生产计划与公用工程多周期集成优化研究(英文)[J];石油学报(石油加工);2006年02期
10 梁樑;王志强;余玉刚;刘晓伟;;协调战略和运作计划的ATO型供应链设计集成模型[J];系统管理学报;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵建军;陈志祥;;敏捷供应链环境下的生产计划信息结构特征[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
2 杨国兴;刘振武;刘延跃;杨德宏;;轧钢系统生产计划辅助决策模型[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
3 高阳;江资斌;曾小青;;虚拟企业的协同生产计划研究[A];中国优选法统筹法与经济数学研究会第七届全国会员代表大会暨第七届中国管理科学学术年会论文集[C];2005年
4 汪蓉;季建华;邵晓峰;;大规模定制环境下的生产计划体系的整合模型[A];2001年中国管理科学学术会议论文集[C];2001年
5 程寒生;阎祥安;;基于生产计划的大物流工程项目类制造系统的一种物流调度模型[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
6 刘晓冰;张浩;蒙秋男;马跃;;钢铁企业生产物流计划研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
7 包莉丽;胡正华;;基于机会约束规划的制造/再制造混合系统生产决策[A];第八届中国管理科学学术年会论文集[C];2006年
8 端木森;谢洪波;;矿山建设工程项目管理[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2009年
9 徐峰;张乃尧;华炜;;混合型企业的资源模型和制定生产计划的方法[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
10 王海波;吉国力;;多目标决策在烟叶生产计划中的应用[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈洁瑜 齐兵;东营区“致富计划会”悄然热乡村[N];东营日报;2007年
2 本报记者 曹英;山西全省动员保电煤[N];中国经济时报;2008年
3 单晓敬;软包装企业如何做好生产与物料控制[N];中国包装报;2008年
4 王磊;杭齿集团:通过由表入里的信息化来保持先机[N];中国计算机报;2008年
5 记者 孙志伟;把航天食品标准化生产列入农业生产计划[N];齐齐哈尔日报;2009年
6 记者 邝展婷;革新管理争效率[N];中国船舶报;2009年
7 金显花;海东5000名下乡干部为民办实事解难题[N];西海农民报;2011年
8 胡智慧 陶国庆;马钢自主开发焦炉生产计划自动执行系统[N];中国冶金报;2008年
9 王张明;同一批药何以假劣共存[N];医药经济报;2009年
10 记者 张玮炜;加强“民爆”管理 重点整治“四超”[N];大连日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董巧英;复杂产品多级制造系统生产计划与调度集成优化研究[D];上海大学;2010年
2 王利;冷轧全流程生产计划与动态调度方法的研究与应用[D];大连理工大学;2011年
3 张红宇;基于对等网的再制造信息共享及生产计划与调度研究[D];中南大学;2010年
4 卢克斌;炼钢—连铸生产计划与调度的优化方法研究及应用[D];东北大学;2010年
5 王心;基于遗传算法的产品选择与生产计划模糊优化模型研究[D];天津大学;2012年
6 叶建芳;电子制造业准ATO模式生产计划和生产控制方法研究[D];浙江大学;2011年
7 罗春鹏;炼油企业生产调度研究[D];浙江大学;2008年
8 黎南;现代船舶企业CIMS关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
9 李歧强;生产过程的智能决策与调度[D];浙江大学;1998年
10 薛冬娟;复杂装备制造企业物料集成管理技术研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王景恒;基于遗传算法的作业车间调度问题研究[D];长春理工大学;2002年
2 张建芬;金陵石化生产计划优化研究[D];南京航空航天大学;2004年
3 陈春宝;重型机器制造企业生产计划及执行系统研究[D];沈阳工业大学;2004年
4 胡永利;外贸服装加工企业生产过程管理及优化研究[D];华北电力大学(北京);2006年
5 陈欢伟;随机环境下模具车间任务投放策略研究[D];广东工业大学;2011年
6 张谦;基于Web的数据仓库系统在生产计划管理中的应用研究[D];重庆大学;2004年
7 杨婉慧;产销一体化环境下钢铁企业冷轧生产计划与调度研究[D];复旦大学;2010年
8 李磊;SYT公司短期生产计划与控制研究[D];大连理工大学;2009年
9 邓雷;吉林石化公司引入APS生产计划管理系统实践研究[D];吉林大学;2011年
10 张海;东方凯奇管理信息系统平台的构建[D];四川大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026