新訂單動態(tài)到達下虛擬單元重調度驅動與重調度方法.pdf

1、當前，市場需求的多樣性增加，產品越來越趨向于個性化定制。制造型企業(yè)需要不斷提升自身生產管理水平，確保能夠及時響應市場的動態(tài)變化。虛擬單元制造系統結合了傳統單元生產方式以及工藝化布局的優(yōu)勢，能夠很好的適應當前多品種小批量的生產要求。在實際生產過程中，虛擬單元制造系統會面臨諸多不確定的因素，新訂單動態(tài)到達是虛擬單元最常見的干擾事件之一。在恰當的時機采取合理的重調度方式，對生產計劃進行重新安排，可以有效應對陸續(xù)動態(tài)到達的訂單。為了使實現虛擬單

2、元重調度過程的穩(wěn)定性和高效性，本文具體研究了重調度驅動決策和重調度方案制定兩個方面，即何時進行重調度以及如何進行重調度的問題。
　　在虛擬單元重調度驅動方面，如果重調度發(fā)生太過于頻繁，生產調度計劃不斷變動，影響了車間層的控制，降低了生產系統的穩(wěn)定性，導致了調度的“神經質”現象。周期-事件混合驅動方式對新訂單陸續(xù)達到具有很好的適應性，但易導致重調度次數過多。對此，需要一個有效的驅動決策方法，對周期-事件混合驅動方式進行改進，降低重調

3、度的發(fā)生頻率。
　　本文提出了一個基于損益的虛擬單元重調度驅動決策方法。根據虛擬單元特性，以完工時間最小為優(yōu)化目標，建立了重調度非線性整數規(guī)劃模型，并設計了一種遺傳-粒子群混合優(yōu)化算法用于模型求解，將求解所得的調度方案作為進行重調度損益判定的依據。本文建立的損益模型，從時間的角度衡量虛擬單元重調度的損失與收益。該模型將重調度對調度目標的優(yōu)化量，作為重調度的收益；重調度的損失通過新舊調度中工件開始加工的時間的改變量來計算。在由周期-

4、事件驅動方式產生的每一個待重調度時刻，生成重調度預實施方案，對此時刻重調度的損失和收益進行判斷；若重調度產生的收益能彌補其損失，則按照重調度預實施方案進行重調度，否則保留原計劃，直至下一次進行重調度決策的時刻。算例分析表明，所提出的混合驅動決策方法，在調度次數上有明顯的改善。
　　在虛擬單元重調度方案制定方面，如果重調度的方案與原方案差別太大，新舊調度方案之間的銜接性能差，新計劃實施過程中，生產系統會受到較大的震蕩。為了衡量重調度

5、方案對生產計劃調度系統穩(wěn)定性的影響，本文從機器設備和工件任務兩個層面，分別計算新舊調度方案中工件時間安排和機器分配兩個方面的偏離程度，建立了重調度方案穩(wěn)定性評價指標。為了減少重調度方案對原計劃的更改幅度，考慮到MRP中的凍結主生產計劃的思想能夠有效保持計劃的相對穩(wěn)定，因此，本文將計劃凍結技術引入到虛擬單元重調度之中。在重調度執(zhí)行過程中，預先設定一個凍結期，在此期間內，原計劃方案中的任務安排不會被重調度改變。由此，建立了存在不可用時段約束

6、的虛擬單元重調度模型。為了使調度模型更符合虛擬單元的實際需求，本模型由單目標發(fā)展為多目標，綜合考慮了最大完工時間、交貨期延遲和加工物流運輸距離等因素。采用一種基于Pareto的人工離散蜂群算法，以更好地在多目標間進行權衡。在算法中，設計了多種領域搜索方式，保證算法求解效率和質量。運用算例進行對比分析，結果顯示，本文所提出的計劃凍結方案在保證高效重調度的同時，兼具了穩(wěn)定性。
　　本文將所提出的虛擬單元重調度驅動決策與考慮穩(wěn)定性的重調