基于遗传算法和仿真的车间调度优化系统研究与开发

论文摘要

论文结合浙江省制造业信息化工程重大科技攻关项目“离散制造业生产过程信息智能监控系统的研发和应用”的内容和要求,详细调研了杭州汽轮机股份有限公司叶片生产车间的生产组织结构,分析了其生产流程、工艺特点及其生产调度控制方法;通过对基于遗传算法和计算机仿真方法集成的车间调度方法的研究和实践,开发了一套叶片车间生产调度优化的原型系统,并在企业进行了初步的应用。本论文的主要内容如下:第一章绪论。主要介绍车间调度优化问题及其涉及到的技术研究现状,本文的研究背景、研究目标、研究内容及论文的组织结构。第二章车间调度模型分析研究。主要分析车间作业调度问题的描述、输入输出关系和目标函数,介绍Witness仿真建模的步骤和特点,最后以示范应用企业为例,利用Witness软件建立数控车间的仿真模型。第三章基于遗传算法和仿真的车间调度方法研究。本章重点结合示范企业叶片车间的实际调度问题,分析研究了机器编码和遗传算法模型,提出遗传算法和仿真模型的集成框架。第四章杭汽轮叶片车间作业调度优化系统的总体设计。本章提出车间作业调度系统的功能模型、整体设计模型、数据库模型、各功能模块的设计思想和设计流程。最后着重介绍叶片车间作业调度系统与其他相关系统的集成和系统的开发环境。第五章叶片车间作业调度优化系统的实现。基于前面章节的研究,以叶片生产车间为例,详细介绍车间调度优化系统运行和实施的流程,对各种调度方案进行了分析比较。第六章为总结和展望。主要针对于本论文的研究工作进行总结,并且对论文的不足之处进行了描述,指出了下一步的研究工作。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文的研究背景和目标
• 1.2.1 论文研究背景
• 1.2.2 论文研究目标
• 1.3 相关技术及国内外现状
• 1.3.1 车间调度问题概述
• 1.3.2 车间调度的研究现状
• 1.3.3 离散事件系统仿真概述
• 1.4 论文研究内容和章节安排
• 1.4.1 论文研究内容
• 1.4.2 论文章节安排
• 1.5 本章小结
• 2 车间调度模型分析研究
• 2.1 车间调度问题分析
• 2.1.1 车间调度问题分析
• 2.1.2 车间调度问题的输入输出关系
• 2.2 Witness仿真建模介绍
• 2.3 杭州汽轮机有限公司叶片车间建模分析
• 2.3.1 企业概况
• 2.3.2 叶片生产流程及工艺特点
• 2.3.3 叶片生产与调度控制现状
• 2.3.4 基于Witness的叶片车间模型分析
• 2.4 仿真建模存在的问题
• 2.5 本章小结
• 3 基于遗传算法和仿真的车间调度方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 遗传算法的基本概念和流程
• 3.3 车间调度的数学化模型描述
• 3.3.1 车间调度的数学化描述
• 3.3.2 车间调度的目标函数和约束条件
• 3.4 基于叶片车间调度问题的遗传算法基本步骤
• 3.4.1 编码与解码
• 3.4.2 初始群体
• 3.4.3 适应度函数
• 3.4.4 选择算子
• 3.4.5 交叉算子
• 3.4.6 变异算子
• 3.4.7 其他参数设置
• 3.4.8 算法执行流程
• 3.5 遗传算法和仿真的集成
• 3.6 本章小结
• 4 杭汽叶片车间作业调度优化系统的总体设计
• 4.1 引言
• 4.2 需求分析
• 4.3 叶片车间作业调度系统整体设计
• 4.3.1 调度优化系统的功能设计
• 4.3.2 调度优化系统的数据库设计
• 4.3.3 调度优化系统的主要模块设计
• 4.4 调度优化系统与其他系统集成
• 4.5 系统开发模式和开发环境
• 4.6 本章小结
• 5 叶片车间作业调度优化系统的实例
• 5.1 引言
• 5.2 案例确定
• 5.3 系统操作应用及其界面
• 5.3.1 用户登入
• 5.3.2 系统主界面
• 5.3.3 系统管理模块
• 5.3.4 基础数据管理模块
• 5.3.5 车间作业任务模块
• 5.3.6 仿真优化模块
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录一 170和63两个流水号的加工任务
• 附录二 工艺路线
• 攻读硕士学位期间所取得的科研成果