發(fā)布時間：2020-03-25 23:05

【摘要】：單元制造中,具有相似工藝的零件聚成零件族,在單個制造單元中完成加工。然而實(shí)際加工過程中,由于產(chǎn)品更新?lián)Q代加快,異常件不能在單個制造單元完成所有工序加工,必須采用跨單元加工方式完成異常工序加工,異常件需要在不同制造單元之間轉(zhuǎn)移,由此產(chǎn)生跨單元調(diào)度優(yōu)化問題�，F(xiàn)實(shí)中由于運(yùn)輸車輛數(shù)量有限,即跨單元調(diào)度過程中運(yùn)輸能力受到限制,為最優(yōu)化單元制造系統(tǒng)生產(chǎn)效率與降低成本,需要協(xié)調(diào)單元間機(jī)器的加工以及車輛的運(yùn)輸過程。針對不同制造單元之間可能具有相似加工功能,且異常件跨單元加工具有柔性路徑的跨單元調(diào)度優(yōu)化問題,以最大完工時間和總成本為優(yōu)化目標(biāo)建立了跨單元調(diào)度優(yōu)化模型。針對目前運(yùn)輸能力受限的跨單元調(diào)度研究中,均假設(shè)一個制造單元固定使用一輛車,當(dāng)車輛將所在制造單元中的異常件運(yùn)往目的單元并卸載后,車輛必須空載返回原制造單元,這樣的運(yùn)輸策略存在大量空行程現(xiàn)象。為減少車輛空行程問題,本文中提出一種運(yùn)輸車輛共享策略,在運(yùn)輸車輛共享策略中,制造單元可以使用任何車輛運(yùn)輸零件,將零件運(yùn)輸?shù)侥康膯卧��?車輛不必空載返回,而可以就近運(yùn)輸其他需要運(yùn)輸?shù)牧慵?降低了車輛空行程。由于所建的模型涉及對零件工序的加工順序、單元和機(jī)器選擇以及跨單元運(yùn)輸車輛選擇的優(yōu)化,提出一種4段式編碼方式對研究問題進(jìn)行編碼,并針對蛙跳算法容易陷入局部最優(yōu)解的問題,在應(yīng)用蛙跳算法求解時將各個體放入各模因組時采用隨機(jī)分組策略,同時對各模因組中的次優(yōu)蛙進(jìn)行變異操作。以一具體實(shí)例,應(yīng)用改進(jìn)前和改進(jìn)后的蛙跳算法進(jìn)行求解并對比分析,發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的蛙跳算法能夠在一定程度上避免算法陷入局部最優(yōu)解,同時將改進(jìn)后的蛙跳算法和NSGA-II算法求解對比,驗(yàn)證了改進(jìn)蛙跳算法在求解運(yùn)輸能力受限跨單元調(diào)度問題上的優(yōu)勢。將提出的運(yùn)輸車輛共享策略和目前研究中的運(yùn)輸策略對實(shí)例求解對比分析,發(fā)現(xiàn)采用運(yùn)輸車輛共享策略得到結(jié)果優(yōu)于采用目前研究中運(yùn)輸策略得到的結(jié)果。不同運(yùn)輸策略得到的上述結(jié)果中,由于除運(yùn)輸策略不同外,零件的調(diào)度方案也不同,為說明所得結(jié)果的差異是由運(yùn)輸策略不同導(dǎo)致而非零件調(diào)度方案不同導(dǎo)致,在零件調(diào)度方案相同的情況下對比不同運(yùn)輸策略的優(yōu)化結(jié)果,結(jié)果仍說明所提運(yùn)輸策略可有效減少車輛空行程,并降低最大完工時間和總成本。最后,進(jìn)一步對車輛數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化,將車輛數(shù)量作為優(yōu)化目標(biāo)之一,和最大完工時間及總成本一起完成對運(yùn)輸能力受限的跨單元調(diào)度優(yōu)化。分析了車輛數(shù)量變化時,最大完工時間以及總成本和車輛數(shù)量的關(guān)系。隨著車輛數(shù)量的增加,最大完工時間開始下降較快,后下降速度降低,最終趨于平穩(wěn),總成本開始增加速度較慢,后逐漸增加,直至呈線性增加。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP18

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本文編號：2600570