目錄
《21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 制造系統(tǒng)概述 1
1.1.1 制造系統(tǒng)的基本概念 1
1.1.2 制造系統(tǒng)的基本類型 4
1.1.3 現(xiàn)代制造系統(tǒng)發(fā)展趨勢 6
1.2 制造系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度優(yōu)化 10
1.2.1 調(diào)度問題概述 10
1.2.2 調(diào)度問題描述 11
1.2.3 調(diào)度問題的研究方法 13
1.3 制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù) 19
1.3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)概述 19
1.3.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 23
1.4 本書主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 28
參考文獻(xiàn) 28
第2章 單件作業(yè)車間生產(chǎn)調(diào)度模型與優(yōu)化算法 33
2.1 概述 33
2.1.1 job-shop調(diào)度問題的線性規(guī)劃模型 34
2.1.2 job-shop調(diào)度問題的析取圖模型描述 35
2.2 基于遺傳算法的車間調(diào)度問題研究 37
2.2.1 遺傳算法簡介 37
2.2.2 改進(jìn)遺傳算法的求解job-shop調(diào)度問題 38
2.2.3 計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果 42
2.3 基于遺傳禁忌算法的車間調(diào)度問題研究 44
2.3.1 禁忌搜索算法的基本理論 44
2.3.2 遺傳算法和禁忌搜索算法混合策略研究 44
2.3.3 進(jìn)化禁忌算法求解job-shop調(diào)度問題 46
2.3.4 計(jì)算結(jié)果與分析 51
2.4 本章小結(jié) 57
參考文獻(xiàn) 58
第3章 柔性作業(yè)車間生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化 60
3.1 引言 60
3.2 柔性作業(yè)車間調(diào)度問題的描述及求解方法 61
3.2.1 柔性作業(yè)車間調(diào)度問題的描述 61
3.2.2 柔性作業(yè)車間調(diào)度問題求解方法 63
3.3 遺傳算法求解柔性作業(yè)車間調(diào)度問題 64
3.3.1 遺傳算法編碼和解碼 64
3.3.2 交叉操作 65
3.3.3 變異操作 66
3.3.4 選擇操作 66
3.3.5 基于柔性作業(yè)車間調(diào)度問題的改進(jìn)遺傳算法 67
3.3.6 試驗(yàn)結(jié)果與分析 67
3.4 柔性作業(yè)車間動(dòng)態(tài)調(diào)度問題研究 72
3.4.1 動(dòng)態(tài)調(diào)度問題的提出 72
3.4.2 動(dòng)態(tài)調(diào)度問題描述和研究方法 73
3.4.3 滾動(dòng)調(diào)度策略 74
3.4.4 動(dòng)態(tài)調(diào)度優(yōu)化策略研究 77
3.5 實(shí)例仿真 79
3.6 車間作業(yè)調(diào)度應(yīng)用實(shí)例 82
3.7 本章小結(jié) 88
參考文獻(xiàn) 88
第4章 混流裝配車間生產(chǎn)計(jì)劃排序與關(guān)聯(lián)優(yōu)化 91
4.1 混流裝配生產(chǎn)模式及其對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化的要求 92
4.1.1 JIT環(huán)境下車間計(jì)劃排序與執(zhí)行管理的目標(biāo) 92
4.1.2 多車間關(guān)聯(lián)生產(chǎn)方式 92
4.2 混流裝配車間生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化問題的相關(guān)模型 93
4.2.1 排序問題簡述 93
4.2.2 單一車間混流裝配計(jì)劃排序 94
4.2.3 多車間關(guān)聯(lián)計(jì)劃排序 97
4.2.4 混流裝配計(jì)劃排序的問題分類 99
4.3 面向單一混流裝配線的計(jì)劃排序問題 99
4.3.1 JIT生產(chǎn)模式下混流裝配計(jì)劃排序的特點(diǎn) 101
4.3.2 以生產(chǎn)負(fù)荷平衡為目標(biāo)的計(jì)劃排序 101
4.3.3 以物流消耗平準(zhǔn)化為目標(biāo)的計(jì)劃排序 103
4.3.4 基于產(chǎn)品相似度的混流裝配線計(jì)劃排序 105
4.3.5 面向多目標(biāo)的裝配計(jì)劃排序 108
4.3.6 采用不同目標(biāo)的對(duì)比分析 113
4.4 面向多級(jí)裝配車間的關(guān)聯(lián)計(jì)劃排序問題 116
4.4.1 多車間關(guān)聯(lián)生產(chǎn)的特點(diǎn) 116
4.4.2 基于部分屬性序列的多車間計(jì)劃排序 117
4.4.3 裝配車間之間常用緩沖區(qū)的功能和結(jié)構(gòu) 125
4.4.4 基于多通道選擇緩沖區(qū)的多車間計(jì)劃排序問題 127
4.5 本章小結(jié) 134
參考文獻(xiàn) 134
第5章 混流生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與控制 137
5.1 混流生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)及其運(yùn)行控制需求 137
5.1.1 混流生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 137
5.1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究概況 138
5.2 多品種、小批量混流生產(chǎn)運(yùn)行控制相關(guān)理論基礎(chǔ) 140
5.2.1 精益生產(chǎn)與準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)方式 141
5.2.2 約束理論與DBR 144
5.2.3 混流制造與聚焦工廠 148
5.3 基于約束管理的混流生產(chǎn)運(yùn)行控制模式研究 150
5.3.1 多品種、小批量生產(chǎn)環(huán)境下的混流生產(chǎn)模型 151
5.3.2 基于約束理論的混流生產(chǎn)運(yùn)行控制機(jī)制 153
5.3.3 基于約束理論的混流生產(chǎn)運(yùn)行控制總體框架 155
5.4 基于約束管理的混流生產(chǎn)運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù) 156
5.4.1 混流路徑規(guī)劃 156
5.4.2 瓶頸識(shí)別與瓶頸排產(chǎn) 159
5.4.3 緩沖大小的設(shè)置與管理 164
5.5 基于約束管理的混流生產(chǎn)系統(tǒng)仿真 168
5.5.1 車間模型描述 168
5.5.2 生產(chǎn)模式的實(shí)現(xiàn) 170
5.5.3 仿真的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與結(jié)論 173
5.6 本章小結(jié) 174
參考文獻(xiàn) 175
第6章 制造系統(tǒng)運(yùn)行過程中的預(yù)測與決策方法 178
6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成預(yù)測方法及其應(yīng)用 178
6.1.1 基于粗糙集的樣本預(yù)處理方法 178
6.1.2 聚類Bagging預(yù)測方法 185
6.1.3 訂單完工期及拖延期預(yù)測 187
6.1.4 基于集成徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)性能指標(biāo)預(yù)測 194
6.2 不確定信息條件下的生產(chǎn)計(jì)劃和作業(yè)計(jì)劃決策方法 201
6.2.1 基于可信性理論的多產(chǎn)品集結(jié)生產(chǎn)計(jì)劃 201
6.2.2 基于隨機(jī)規(guī)劃的作業(yè)計(jì)劃決策 209
6.3 設(shè)備維修決策方法 216
6.3.1 基于Markov鏈的多設(shè)備串并聯(lián)系統(tǒng)視情機(jī)會(huì)維修 216
6.3.2 基于成本的選擇性維修決策 224
6.4 本章小結(jié) 235
參考文獻(xiàn) 236
第7章 粒子群優(yōu)化算法在生產(chǎn)調(diào)度中的應(yīng)用 238
7.1 廣義粒子群優(yōu)化模型 238
7.1.1 傳統(tǒng)粒子群優(yōu)化算法簡介 238
7.1.2 廣義粒子群優(yōu)化模型 238
7.2 基于改進(jìn)信息共享機(jī)制的粒子群優(yōu)化模型 240
7.2.1 基本定義 240
7.2.2 基于粒子群優(yōu)化的信息共享機(jī)制 241
7.2.3 基于群體智能的信息共享機(jī)制 241
7.2.4 新的信息共享機(jī)制合理性分析 242
7.3 基于改進(jìn)信息共享機(jī)制的車間調(diào)度算法 243
7.3.1 基于PSO的作業(yè)車間調(diào)度算法 243
7.3.2 基于PSO的置換流水車間調(diào)度算法 244
7.3.3 基于PSO的開放車間調(diào)度算法 246
7.4 算例 248
7.4.1 作業(yè)車間調(diào)度問題 248
7.4.2 置換流水車間調(diào)度問題 251
7.4.3 開放車間調(diào)度問題 253
7.5 本章小結(jié) 255
參考文獻(xiàn) 255
第8章 優(yōu)化理論與方法的應(yīng)用 257
8.1 在汽車裝配MES系統(tǒng)中的應(yīng)用 257
8.1.1 生產(chǎn)模式分析 257
8.1.2 汽車裝配MES體系架構(gòu) 259
8.1.3 汽車裝配MES功能結(jié)構(gòu) 259
8.1.4 汽車裝配MES關(guān)鍵模塊 260
8.2 在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用 268
8.2.1 需求分析 268
8.2.2 計(jì)劃管理流程圖 270
8.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能分析 271
8.2.4 計(jì)劃管理系統(tǒng)的主要功能模塊 274
8.3 在車間生產(chǎn)排程系統(tǒng)中的應(yīng)用 291
8.3.1 應(yīng)用背景介紹 291
8.3.2 車間工藝流程 292
8.3.3 車間生產(chǎn)布局 294
8.3.4 車間現(xiàn)場主要問題及其原因分析 294
8.3.5 系統(tǒng)總體架構(gòu)與功能模塊 295
8.3.6 新的運(yùn)行控制模式的實(shí)施 297
8.3.7 仿真驗(yàn)證 303
8.4 本章小結(jié) 304