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《哈尔滨理工大学》 2010年
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单件小批MES作业计划与调度优化方法的研究

刘胜辉  
【摘要】:制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)以作业计划与调度优化为核心,能够实现企业经营管理信息和生产控制信息的集成,解决企业管理系统与生产控制系统之间的信息断层问题。由于单件小批企业的生产环境和信息环境复杂,因此单件小批MES的体系结构应能够解决单件小批生产管理的适应性问题,其作业计划与调度优化方法应该既满足各种复杂的调度目标,又动态处理车间生产中的不确定随机事件。 本文以单件小批生产类型为研究对象,提出新的单件小批MES体系结构及其作业计划与调度优化方法,解决单件小批产品整个生产过程的优化问题,达到优化运行、控制与管理企业的经营活动和生产活动的目的。本文主要研究工作包括以下几个方面: 针对单件小批产品生产的特点,为解决单件小批产品生产对MES体系结构的适应性需求问题,以及传统的集成造成的功能重叠、数据异构和系统复杂等问题,提出单件小批MES体系结构,建立它的功能模型,确定单件小批MES与企业资源计划、车间现场控制的集成关系,以满足单件小批制造企业实际应用的需求。 为适应单件小批MES车间作业计划管理模式,解决MES的工序级作业计划制定、作业监控以及作业计划变更等问题,设计单件小批MES作业计划与调度优化策略,确保找到满足多种约束条件的、手工编制无法找到的、优化的作业计划方案,保证作业调度结果能够符合车间的实际生产活动,达到作业计划与生产实际统一的目标;并给出作业计划与调度问题的形式化描述,以及作业计划与调度优化目标。 为解决MES中作业计划与调度优化的智能性问题,以遗传算法作为基础,提出两种单件小批MES作业计划与调度静态优化算法,构成算法库,首先以最长完工时间最短为调度目标,提出作业计划与调度的改进病毒进化遗传算法,然后以平均流程时间最短为调度目标,提出作业计划与调度的单亲遗传算法,两种算法均具有良好的收敛速度和解的较优性,以满足作业计划与调度问题对多目标性的要求。 为解决MES作业计划与调度优化的敏捷性问题,提出考虑不确定因素的单件小批作业计划与调度动态算法,根据单件小批企业生产过程中大量存在不确定性等随机事件的情况,实现生产进度监控与作业计划变更,以满足作业计划与调度问题对动态随机性要求。并且,为了使得动态作业计划与调度既能够适应生产过程中的环境变化,又能够增加MES的稳定性,设计动态调度的驱动机制。 为了验证单件小批MES及其作业计划与调度优化方法的有效性,基于所提出的单件小批MES体系结构及其作业计划与调度优化方法,设计实现了单件小批MES及作业计划与调度算法,结合作业计划与调度的实际问题,进行应用验证。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP315

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【引证文献】
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1 郑成军;车间作业计划仿真与评估决策系统的研究[D];广东工业大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 王欢;基于网格制造的焊接车间信息集成系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 邹海锋;面向多品种小批量生产的MES中作业计划的研究[D];广东工业大学;2005年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 高绍新;先进项目管理技术的理论方法及关键技术研究与应用[D];大连理工大学;2002年
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1 庞严;混合型生产计划调度的方法及应用研究[D];浙江大学;2002年
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2 皮泽红 黄兆峰 贺克;填补国内空白的MES将实现最大产业化[N];中国工业报;2009年
3 本报记者 徐恒;MES趋向网络化集成化 推广应深入行业[N];中国电子报;2009年
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5 焦作师范高等专科学校 陈爱清;通用光伏:工厂未开业 MES先行[N];中国计算机报;2010年
6 本报记者 邱燕娜;MES应用进入快速通道[N];中国计算机报;2011年
7 记者 刘宏鹏;广州浪奇MES技术获科技成果鉴定[N];上海证券报;2011年
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9 首秦金属材料有限公司 李浩 姜雯雯 江东才;钢铁企业MES的安全谁来捍卫?[N];中国计算机报;2008年
10 证券时报记者 水菁;广州浪奇3.6万吨MES项目获环评批复[N];证券时报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘胜辉;单件小批MES作业计划与调度优化方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
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1 黄韬;面向单件小批MES的车间作业调度问题研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
2 张志勇;宝钢热轧生产计划编制方法的研究与应用[D];大连理工大学;2006年
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4 付程君;某航空制造企业MES系统设备管理子系统的设计与实现[D];吉林大学;2010年
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9 卢雁;基于MES的特钢企业生产计划管理系统的研究与应用[D];大连理工大学;2006年
10 朱艳;基于UML大型制造业企业MES系统建模[D];华东师范大学;2010年
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