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面向混流制造的管理优化关键技术研究
其他题名Research on Key Technologies of Management and Optimization for Flow Manufacturing
朱智源
学位类型工学博士
导师杨一平 ; 谭杰
2013-05-29
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业计算机应用技术
关键词混流制造 射频识别 过程管理 生产计划 订单管理 动态调度 Flow Manufacturing Rfid Management Of Process Production Plan Management Of Oders Dynamic Scheduling
摘要经济全球化削弱了传统地域垄断经济的优势,使全球竞争越来越激烈。激烈的竞争迫使制造企业采用更先进的信息技术和管理技术对生产线的制造过程进行精确的规划、设计和控制,不断提高生产效率、降低生产成本、保障产品质量,优化服务和环境。本论文以多品种小批量生产条件下的混流生产线为主要研究对象,以混流生产线的有效管理和优化为总目标,分别针对生产过程管理中的产品、流程信息实时获取;生产计划制定中的订单优先级排序;实际生产过程中的生产动态调度三个方面存在的问题进行了研究。论文主要工作和创新点包括下几个方面: (1)RFID技术在离散制造中的应用研究多以案例分析的形式进行,缺少通用应用模式。通过分析混流生产线特点和RFID技术优势,本文抽象出基于RFID的混流制造生产单元的概念,该生产单元主要包括读写器、标签、零部件、产品、人员和设备六个部分。论文基于RFID技术在混流制造中应用的特征,建立了由应用系统层,数据处理层和物理层三个层次构成的RFID混流制造生产线通用模式。论文用一个家电混流生产线的应用案例对这个RFID混流制造生产线通用模式进行示范性应用,该模式适用于大部分采用RFID技术的混流制造生产线。 (2)针对混流制造中收到的订单和生产过程多变的特点,本文基于所提出的RFID混流制造生产线通用模式,提出了生产动态调度单元,将原生产计划制定中的订单管理和生产调度纳入生产过程管理中,使生产过程管理和生产计划制定相互融合。当生产计划发生变化时,生产线能快速调整以适应生产计划的变化;当生产线出现突发情况时,生产计划也能快速做出响应。论文采用生产过程实体建模方法,将生产模式中的生产动态调度单元和多个生产单元抽象成一系列实体库所子模块,结合提出的基于RFID的混流制造生产线通用模式,建立融合后的混流制造生产过程模型。 (3)充分考虑客户对交货预期需求,将分类管理思想用到订单管理中,建立了一种基于交货预期的循环队列订单管理方法。进一步将基于交货预期的分类管理思想融入基于层次分析和模糊综合评价的订单优先级制定算法中,提出了一个基于循环队列和模糊综合评价的订单优先级制定算法。通过与基于层次分析和模糊综合评价的订单优先等级策略进行试验比较,证明了基于循环队列和模糊综合评价的订单优先级制定算法能较好的适应生产计划的变动,能够在充分考虑客户交货预期的基础上对订单进行有效管理,同时还能有效处理新订单加入、取消和订单优先等级发生变化等突发情况。 (4)针对混流制造生产调度中广泛采用最小生产集合策略存在可能无法求出除1以外的最大公约数的问题,论文提出一个最优生产单元策略。该策略以资源最大化利用和负载均衡为目标,通过整数规划方法求最优生产单元。实验证明,在多品种小批量生产条件下的混流制造生产线上,最优生产单元策略既能发挥最小生产集合策略优势,又兼顾生产负载均衡和生产资源利用率。 (5)最后,论文将最优生产单元策略和动态调度中最常用的滑动窗口机制结合,建立面向混流制造的动态调度过程模型。并在所建立的动态调度过程模型基础上,同时考虑资源最大...
其他摘要The traditional geographical advantage of the regional economy has been weakened by the globalization of economy, and the global competition is increasingly fierce. With competition, manufacturing enterprises are forced to adopt more advanced information technology and management technology for precise planning, designing and controlling during the manufacturing process of the production line. And manufacturing enterprises try their best to improve the efficiency of production, reduce the costs of production, ensure the quality of product, and optimize services and the environment continuously. In this thesis, the research focused on flow manufacturing production line with multi-species and small quantities orders, and all research aim at the effective management and optimization of flow manufacturing production line. The study includes following three aspects: the real-time acquisition of product information and process information in the management of production process; the prioritization of orders in production plan; the dynamic production scheduling in the actual production process. The main works and innovations of this thesis can be summarized as following: (1)The application research of RFID technology for discrete manufacturing is in the form of case study, and there is no universal application model. This thesis analyzes the characteristics of flow manufacturing production line and the advantage of RFID technology. The concept of RFID based flow manufacturing production unit has been proposed, and this unit includes six components: reader, labels, parts, products, worker and equipment. With this unit, one generic model for RFID-based flow manufacturing production line has been established in this thesis, and there are three levels in this generic application model: the applications layer, data processing layer and physical layer. A pilot case for the household appliance flow manufacturing production line is studied to verify the feasibility of this model. And this model is applicable for most of flow manufacturing production lines with RFID technology. (2)The received orders and production process of flow manufacturing production line have the characteristics of changing. With the generic model for RFID-based flow manufacturing production line, one dynamic production scheduling unit is proposed in this thesis. And the management of orders and production scheduling in the process of making production plan have been included into the mana...
馆藏号XWLW1894
其他标识符201018014629101
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/6537
专题毕业生_博士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
朱智源. 面向混流制造的管理优化关键技术研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院大学,2013.
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