面向數(shù)字化工廠的工程機(jī)械裝配車間物料供給系統(tǒng)規(guī)劃與應(yīng)用.pdf

1、制造企業(yè)在規(guī)劃新生產(chǎn)線或?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整升級(jí)時(shí)，往往面臨著系統(tǒng)復(fù)雜龐大、細(xì)節(jié)繁瑣而難以準(zhǔn)確建模，規(guī)劃方案反復(fù)變更導(dǎo)致大量重復(fù)工作等問題，采用對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理的方式所得到的規(guī)劃結(jié)果往往與實(shí)際情況存在較大的差異，難以真正適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際。數(shù)字化工廠技術(shù)通過對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)工廠、車間和生產(chǎn)線以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化過程，使生產(chǎn)制造過程在虛擬空間中得以檢驗(yàn)，縮短從規(guī)劃到生產(chǎn)的時(shí)間。
　　物料供給系統(tǒng)是

2、裝配車間物流系統(tǒng)的重要組成部分，是其有效運(yùn)作的關(guān)鍵。其規(guī)劃作為數(shù)字化工廠技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容之一，涵蓋物料出入庫、分揀、配送和線邊庫存等諸多環(huán)節(jié)復(fù)雜的建模分析內(nèi)容。本文以工程機(jī)械制造企業(yè)的裝配車間物料供給過程為研究對(duì)象，探討了面向數(shù)字化工廠的物流系統(tǒng)仿真規(guī)劃技術(shù)方法。論文對(duì)國內(nèi)外數(shù)字化工廠技術(shù)和物流系統(tǒng)規(guī)劃的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，闡述了數(shù)字化工廠的概念、實(shí)施過程和關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)分析數(shù)字化工廠物流仿真在進(jìn)行裝配車間物料供給過程分析中的特

3、點(diǎn)和困難；并提出了集成物料供給系統(tǒng)，并圍繞集成物料供給系統(tǒng)綜合建模仿真分析中的研究要點(diǎn)深入研究，具體包括：
　　（1）針對(duì)裝配車間的物料配送過程進(jìn)行研究，通過充分考慮物料配送系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，包括物料容器、線邊物料庫存等，建立了配送過程的仿真模型；針對(duì)有交通約束的車間環(huán)境，提出了車輛動(dòng)態(tài)聯(lián)合調(diào)度方法，通過仿真優(yōu)化試驗(yàn)和常用的調(diào)度策略對(duì)比，該動(dòng)態(tài)調(diào)度方法更能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下車輛調(diào)度的需求；在仿真試驗(yàn)基礎(chǔ)上，給出了物料配送系統(tǒng)的系統(tǒng)規(guī)劃方

4、案，和一般的規(guī)劃方法試驗(yàn)對(duì)比表明，這種基于仿真的配送系統(tǒng)規(guī)劃方法更適合實(shí)際規(guī)劃需求。
　　（2）提出集成物料供給系統(tǒng)綜合運(yùn)作控制框架，并針對(duì)裝配車間的物料出庫分揀和配送過程進(jìn)行綜合規(guī)劃研究。通過對(duì)分揀環(huán)節(jié)多作業(yè)情況下路徑優(yōu)化問題，和對(duì)不確定物料需求情況下的物料配送問題建立綜合仿真模型，給出了集成這兩個(gè)環(huán)節(jié)的物流仿真規(guī)劃方法。并在不同的綜合控制模式下對(duì)該綜合仿真模型進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)果表明這種對(duì)集成物料供給系統(tǒng)進(jìn)行的綜合仿真規(guī)劃方法，

5、能夠更好的提升系統(tǒng)整體效率。
　?。?）針對(duì)集成物料供給系統(tǒng)多個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)綜合建模的特點(diǎn)以及仿真試驗(yàn)過程的需求，提出了多層次建模和多尺度仿真優(yōu)化方法。這種方法為物流系統(tǒng)的模型描述和實(shí)際分析過程提供了可行的解決思路，并且能夠大幅度減少物流系統(tǒng)模型仿真優(yōu)化試驗(yàn)帶來的計(jì)算量，使得系統(tǒng)仿真速度得到較大提升。對(duì)集成物料供給系統(tǒng)綜合模型的仿真試驗(yàn)時(shí)長的對(duì)比表明，該方法能夠提高基于仿真的物流系統(tǒng)規(guī)劃的效率。
　　作為研究結(jié)果的應(yīng)用驗(yàn)證,針對(duì)