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基于工作流的船舶分段生产任务调度的研究

丁晓景  
【摘要】: 本文主要研究在大型造船企业的船舶分段中对任务的分工和资源的优化配置问题,在分段生产中涉及的资源,如物料、设备、人员等数量和种类众多,并且企业不同部门内对资源又存在差异性的管理,因此统一管理资源对企业安排生产至关重要。分段生产任务的制定是基于各部门生产作业车间的加工能力之上,因此对于当前车间内可支配的生产能力的掌握也十分必要。在企业内合理安排生产作业,对资源的利用率和生产的效率有很大的影响,也直接关系企业的生产成本。因此,本文结合工作流的理论,提出了以资源为驱动并结合调度算法科学生成任务调度过程,给工作流执行提供前提条件。具体研究内容包括: 首先,分析了船舶分段生产的业务流程,对流程中的任务进行数据建模,建立生产作业的资源约束模型,对生产的不同阶段建立不同的生产目标的数学模型。同时,对该模型进行理论分析,得出关键因素。 其次,从生产目标出发,提出了基于资源型工作流的生产任务模型框架,在此框架中采用了SOA的解决方案,对企业内的资源和服务建立统一的形式化规则以及提供统一的XML描述,把各部门间的资源纳入统一管理平台,实现企业内的协同作业。同时,基于.NET的开放性工作流引擎,对分段任务生产的各工序建立流程组件,分段任务的制定利用该流程组件组配各种不同的任务。在该流程中主要是加入了资源监控和生产消息通知功能,利用工作流的运行方式,以监控的资源为驱动,管理生产任务的准备、执行和消息通知,达到企业内的信息沟通。 再次,针对生产任务执行过程中设备和人员复杂的特点,采用蚁群优化算法对正常的任务分配进行优化,提高重点资源的使用率和任务的按时完成率。同时针对异常任务,本文利用工作流的监控功能合理安排生产。对紧急任务等无法满足生产需要的任务改进蚁群优化算法重新进行任务的分配计算,满足整体企业生产目标的需要。 最后,在上述的研究之上,对船舶分段生产任务进行需求分析,采用了面向对象和Web Service的方法,设计和实现了船舶分段生产任务管理系统的原型系统,并且用实际的生产数据进行了系统的验证。


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