罗阳[1]2001年在《机械制造车间生产作业多智能体规划原理与板材套料优化方法的研究》文中指出制造资源规划(MRPⅡ)技术广泛应用于现代企业的生产计划和库存控制，MRPⅡ在现代计算机集成制造系统(CIMS)中的地位越来越重要。随着Internet相关技术的发展，MRPⅡ系统通过融入供应链管理和电子商务，发展成为企业资源规划(ERP)。尽管ERP／MRPⅡ系统的应用可以为企业的生产管理提供诸如业务计划、材料需求计划、采购计划、能力计划和装配过程规划等技术支持，但是ERP／MRPⅡ难以完全适应我国企业车间生产管理的各种现实情况。在复杂多变的市场条件下，由于大型机电设备生产过程的固有复杂性，在机械制造车间的生产环境中应用ERP／MRPⅡ管理其生产过程，存在着很大的困难。生产作业规划和生产过程管理一直是车间管理中一项重要而困难的问题，生产调度问题本身还是一个NP组合优化难题。研究有效的生产作业规划与管理方法是一项具有重要理论意义和应用价值的课题。 下料生产是大型机电设备零件制造过程的第一道工序，其生产组织模式和管理水平直接影响设备的生产周期和制造成本。在作者参与的东方电机有限公司的CIMS应用工程中，为了提高零件毛坯下料的生产效率，实现其生产作业管理的自动化，降低原材料消耗，东方电机焊接车间计划对车间生产管理模式进行改造，实现下料生产过程的整体优化。围绕焊接车间建设下料生产作业规划与管理信息化系统的实际需求，本文研究提出了一整套改造车间生产管理模式的解决方案，及实现板材套料优化的技术思想。以此为基础，本文研究了 论文摘要基于多智能体技术的敏捷化车间生产作业规划与管理系统的技术原理，并开发了两个专用软件系统：运行于企业Intranet环境中的焊接车间生产作业规划与管理系统（CUtP卜 集成于该系统并适用于大规模零件优化套料的计算机辅助套料系统则estingCAD卜 本文在理论和实践中的主要特色包括： 山提出基于多智能体协同工作技术的敏捷化车间生产作业规划系统（AWPS）的一般原理模型。该模型吸收了制造执行系统（MES郴单元化制造系统KMS）的基本思想，通过Intranet集成于E助／MRPll系统，能够适用于我国大多数机械制造车间的自动化与信息化建设。 C）在深入分析东方电机焊接车间现行生产作业管理模式及其业务流程的基础上，提出改进的焊接车间业务流程和运作机制，及车间生产作业规划系统的功能模型，设计了基于AWPS原理的焊接车lbJ下料生产作业规划与管理系统CU小S的多智能体软件系统模型。 O）系统研究了大型发电设备焊件毛坯下料生产中的板材套料优化问题及其求解技术，建立了下料炉中板材套料优化问题的形式化描述和优化计算的数学模型，分析了这个问题的求解难度，提出求解此问题的基本求解策略和求解过程。 O）设计了一套求解板材套料优化问题的简单启发式算法模型，并考查了其求解效果和主要问题。在分析应用计算智能方法求解该问题的必要性和可行性的基础上，提出了用计算智能方法求解该问题的基本技术思想。并建立了求解大型板材套料优化问题的分布式协同计算模型。 历）针对基本Hopfield模型应用于复杂规划问题求解时存在的两个重要缺陷：网络结构难以构造且易于陷入局部最优，提出一种在推广HOpfield模型基础上改进的随机神经网络模型，设计了实用的软件模拟算法模型。计算实验表明该模型适合于解诀板材套料优化问题和并行多机调度问题。 田）本文指出，求解复杂组合优化问题时，在遗传算法模型中采用一种基于组合对象编号排列）’匝序的基因编码更为有效。本文为这种基因编码设计了实用的选择、交叉、变异和其它高级遗传算子，并用计算实验证实了其寻优效果。文中采用该模型构造了求解板材套料优化和并行多机调度问题的优化算法。文中还研究了在企业Intranet环境中，分布式并行遗传算法的实现技术。 区夏 四川大学博士学位论文 ＊）提出一种充分考虑切割机最佳负载能力的并行多机生产任务分配的数学模型，设计了基于本文提出的随机神经网络方法和遗传算法模型的最优任务分配算法。这种重视能力差异的调度思想对虚拟企业的调度有重要的价值。 （8）设计实现了焊接车间下料生产作业规划与管理系统CU小S。该系统已经交付企业，并根据实施策略分阶段投入实际运作。开发了集成于ClltPS的优化套料计算及排样图形系统原型NestingCAD，用于验证本文提出的板材套料优化技术思想的可行性和原理上的正确性，并为焊接车间的板材套料提供了一种实用的交互式图形辅助系统。 （9）最后提出一种适合于数控火焰切割机床改造的经济型闭环数控系统的时间分割插补方法。该方法适用于各种复杂曲线的插补计算，并能充分发挥数控系统的效能。
贾志欣[2]2002年在《面向发电设备制造的下料优化排样原理与关键技术》文中研究指明伴随着我国加入WTO，发电设备制造企业的生存和发展面临着更为激烈的市场竞争，为了在竞争中立于不败之地，一个十分紧迫的任务就是应尽一切可能提高企业的生产效益，而提高生产效益的重要环节就是降低生产成本。发电设备制造下料优化排样是提高材料利用率和降低生产成本的有效途径。事实上，优化排样问题在实际生产中应用非常广泛，它在理论上属于具有最高复杂性的NP完全问题。因此，开展对排样问题的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。 通过分析各排样算法的特点、关键步骤与研究趋势，本文从系统工程的观点出发，指出提高材料利用率不仅仅只是一个排样问题的求解，而是要从下料生产管理和优化技术方法两个方面同时入手，建立完整的解决方案。即由生产管理保证“集中下料”模式的实施，优化排样方法提供最省料的方案，同时为计划、调度、材料库存提供决策支持信息。基于上述思想，作者研究和开发了集成于发电设备制造下料生产作业信息化系统中的优化排样CAD／CAM系统，重点对排样优化算法进行了研究。论文在理论与实践中的主要研究成果和特色如下： (1)根据国内外学者对车间生产作业信息化系统的研究成果以及我国企业车间的实际需要，研究了敏捷车间生产作业规划与管理系统的一般原理及模型。并将其应用于东方电机下料车间的生产作业信息化系统的研究与开发，建立了下料车间生产作业信息管理系统的功能模型。 (2)本文在系统分析遗传算法特点与改进方法的基础上，指出将遗传算法用于排样问题求解时，采用基于零件编号排列顺序的基因编码更为有效。本文为这种基因编码设计了实用的选择、交叉、变异遗传算子，并将其用于一维下料方案优化问题、矩形件排样问题的求解；讨论了不同工艺要求条件下的适应度定义方法，并用 四川大学博士学位论文计算实例验证了其寻优效果。 ＊）矩形件排样不仅适用于矩形零件的排放，也是异形件排样的一种重要方法。本文在建立矩形件数学模型的基础上，分析了多种矩形件直接排样方法的特点，提出了给定排放序列的“最低水平线”排放算法。它克服了其它排放算法对某些排样图不能给出排列的缺点，满足“最左最下”条件，同时排放效果好。将该方法分别与遗传算法、模拟退火算法相结合，提出了矩形件排样问题的复合算法。给出了遗传算法应用于下料问题求解的编码方法、解码算法、关键参数的确定以及适应度函数的定义方法。通过实验，对交叉概率、变异概率的确定方法进行了讨论。对模拟退火算法用于排样问题求解时的关键参数一一冷却进度表的确定，通过实验进行了分析。本文的研究表明，将遗传算法、模拟退火算法与排放算法相结合的复合算法，排样结果总体上优于单纯的排放算法。 （）异形件排样多年来一直是研究的热点和难点问题。本文在分析异形件数学模型的基础上，对基于图形运算、包络矩形的排样算法以及交互式方法进行了研究。在对基于碰撞、临界多边形的排样算法进行研究的基础上，通过提取排样轮廓的“单调链”，对碰撞距离求取、临界多边形求解等关键步骤提出了改进，使算法的复杂度降低，从而提高了效率。为方便排样图的编辑，研究和开发了“违约预警”算法，通过颜色变化对违反约束的零件加以警示。在对多种方法研究的基础上，通过将图形运算、矩形件排样算法及交互方法相结合，提出了排样轮廓“聚块”预处湮L一一矩形件排样一一交互编辑叁步异形件排样综合算法，同时考虑了发电设备下料的特殊之处，如大型零件拆分、不同焊接坡口的处理等。 ＊ 对于发电设备制造中厚度较大的零件下料，按照东方电机生产调度的安排需在不同指令代码格式的数控气割机上下料。，在给出集成化数控编程模块的信息模型的基础上，通过工艺规划、数控编程、路径仿真、数控代码自动生成与NC代码仿真几个步骤，实现了“集中下料”生产管理模式下的自动编程，简化了下料生产中调度和数控代码生成工作。 间在以上理论和算法研究的基础上，开发设计了基于AlltOCAD环境并集成于东方电机下料车间生产作业信息化系统的优化排样比UNestingC汕亿AM系统，为下料排样提供了实用的具有自动排样和交互排样功能的工具，对需要切割下料的零件，自动生成对应切割机的数控代码。
郭江建[3]2006年在《钢结构产品下料规划系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理钢结构产品的广泛应用,推动着钢结构制作企业的快速发展。钢结构件的订单越来越多,作为企业最重要的原材成本——钢材的消耗也越来越大,合理选购原材料和提高原材料的利用率对提高企业自身经济效益有着极为重要的意义。钢结构件厂下料车间的主要任务是为钢结构件制作准备零件毛坯,毛坯下料是产品加工的前段工序,对于原材料的利用率产生直接的影响,同时与原材料库存管理和采购相互联系。本文以钢结构制作企业毛坯下料车间原材料采购需求决策和下料排样为应用背景,研究开发钢结构产品的下料规划系统,以合理利用剩余原材料,实现零件在原材上下料的综合优化,降低原材成本,同时为原材采购提供决策,增强企业的竞争能力。本文在理论和实践中的主要研究工作如下:(1)分析了钢结构建筑的发展趋势,对钢结构制作的相关要求进行了简要的概述,阐明了本文的应用背景。(2)结合车间作业管理和实际生产特点,本文分析了下料规划系统的需求以及相关的一些功能。在对下料生产作业系统的流程简要了解的基础上,本文提出了下料规划与排样CAD系统的框架结构,排样信息预处理模块、自动排样计算模块、交互式排样模块构成其主体,并提出了原材料采购需求决策框架。简要分析了CAD系统各个主要模块的相关内容,特别对排样预处理和违约预警算法做了较为详细的介绍。
参考文献：
[1]. 机械制造车间生产作业多智能体规划原理与板材套料优化方法的研究[D]. 罗阳. 四川大学. 2001
[2]. 面向发电设备制造的下料优化排样原理与关键技术[D]. 贾志欣. 四川大学. 2002
[3]. 钢结构产品下料规划系统的研究与开发[D]. 郭江建. 四川大学. 2006
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