面向涂裝MES的分段涂裝調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System, MES)是面向生產(chǎn)車間的管理信息系統(tǒng)，它填補(bǔ)了企業(yè)資源計(jì)劃(Enterprise Resource Planning, ERP)管理層和車間控制層之間的“鴻溝”。作為MES的核心功能，合理且優(yōu)化的作業(yè)生產(chǎn)調(diào)度對于MES在制造企業(yè)的成功實(shí)施有著決定性的作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)調(diào)度問題研究領(lǐng)域目前正朝著柔性化、動態(tài)化、多目標(biāo)化的方向發(fā)展。在船舶制造行業(yè)中，涂裝M

2、ES是結(jié)合企業(yè)涂裝生產(chǎn)計(jì)劃，通過生成具體的涂裝派工單、緊密監(jiān)測涂裝生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)信息、管理涂裝生產(chǎn)質(zhì)量等功能，保障涂裝生產(chǎn)的有效進(jìn)行，同時也是提高船舶涂裝生產(chǎn)管理水平、降低涂裝生產(chǎn)成本的有效手段。
　　本文依托船舶制造企業(yè)實(shí)際的分段涂裝調(diào)度過程，在分析船舶分段的組立、涂裝、搭載等生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上，著重研究船舶分段的涂裝調(diào)度問題。在目前的船舶分段涂裝調(diào)度過程中，有很多的不確定性因素影響著調(diào)度過程，比如天氣原因、分段的到達(dá)時間不確定、涂

3、裝工組效率的波動、分段規(guī)格的明顯差異等。動態(tài)化、多目標(biāo)化是本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)調(diào)度系統(tǒng)時的主要關(guān)注點(diǎn)。本文結(jié)合涂裝生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，對分段涂裝調(diào)度問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，基于預(yù)設(shè)的性能指標(biāo)采用免疫算法對模型進(jìn)行求解，為處理調(diào)度問題的不確定性因素，設(shè)計(jì)了動態(tài)調(diào)度機(jī)制與流程，最后設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了分段涂裝調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為涂裝MES中的核心模塊，對船舶涂裝MES的開發(fā)與實(shí)施起到了關(guān)鍵的作用。具體研究內(nèi)容包括：
　　首先，分析船舶分段生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程，分析

4、、總結(jié)了分段生產(chǎn)過程中影響分段涂裝調(diào)度的因素，對分段涂裝調(diào)度問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，分析調(diào)度問題的約束條件，確定了分段涂裝調(diào)度所關(guān)心的性能指標(biāo)。
　　其次，從預(yù)設(shè)的調(diào)度性能指標(biāo)出發(fā)，基于免疫算法對分段涂裝調(diào)度模型進(jìn)行求解。免疫算法在遺傳算法的基礎(chǔ)上，利用分段涂裝調(diào)度問題中的先驗(yàn)知識或經(jīng)驗(yàn)，對算法的疫苗進(jìn)行設(shè)計(jì)，用于指導(dǎo)算法的進(jìn)化過程。同時采用了適合于分段涂裝調(diào)度的編碼與解碼方法，達(dá)到雙資源調(diào)度的目的，最后對算法進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗(yàn)證。
　

5、　然后，針對分段涂裝調(diào)度過程中經(jīng)常發(fā)生的動態(tài)事件，本文基于周期型與事件驅(qū)動型機(jī)制，提出分段涂裝動態(tài)調(diào)度流程。為了滿足調(diào)度系統(tǒng)對實(shí)時動態(tài)調(diào)度的要求，本文基于滾動窗口技術(shù)，提出待調(diào)度分段集合的確定規(guī)則，減小調(diào)度問題的規(guī)模。
　　最后，基于涂裝MES的功能模型，提出面向涂裝MES的分段涂裝調(diào)度系統(tǒng)框架；為滿足分段涂裝調(diào)度實(shí)時動態(tài)化的要求，對調(diào)度系統(tǒng)各個功能模塊進(jìn)行了劃分與設(shè)計(jì)，對各個功能子模塊從流程、功能間的關(guān)系等方面進(jìn)行詳細(xì)分析與設(shè)計(jì)