● 摘要
本文研究了复杂产品加工过程的调度建模和优化问题，总结了车间生产调度问题的描述、分类以及复杂性问题。通过对某企业实际生产环境的调研，取得了实际加工数据。在分析企业数控车间环境和生产数据的基础上，提炼实际生产调度特征，建立调度模型，设计了一种新的基于启发式规则的算法，有效的解决了该企业复杂产品生产调度的优化排产问题。并在此基础上建立决策支持系统模型，将优化算法嵌入模型，通过人机操作界面，使得优化算法更加易于使用和操作。最后通过一个实例验证了算法的有效性。第二章介绍了车间调度问题的一般描述，包括车间的调度的定义、分类、表示方法以及车间调度的复杂性问题。本章总结了车间调度建模的一般方法、车间调度建模的求解方法。根据车间调度问题的分类对车间调度问题的一般模型进行了总结和分析，给出了一些典型生产调度问题的模型介绍。第三章主要研究了复杂产品加工调度建模问题。通过分析生产数据，总结和提炼了本文所研究的复杂产品生产调度问题的特性。并将生产数据进行分类描述，依据各自特性，设计相应的数据库存储形式。给出了复杂产品的定义及其生产调度问题的描述。将一般模型的特点和复杂产品加工过程的特性进行对比和融合，并结合实际调度问题的复杂性和多变性，得出复杂产品加工过程的建模方法和模型。针对上一章给出的模型，第四章提出了一种针对实际问题的基于启发式调度规则的算法。首先通过试验，对不同的启发式调度规则进行反复的验证，选取某个性能指标判定各种调度规则的适应性。然后，选取适应性最好的规则应用于模型的求解。并设计了一种基于反馈思想的启发式调度方法，通过不断地迭代最终得到满意的调度结果。为了使算法和模型能够应用于实际，也应企业的要求，第五章建立的复杂产品加工过程的决策支持系统模型。用户可以通过对WEB界面的操作，实现对优化算法的选择、优化任务的数据选择、算法参数的配置以及算法和结果的管理。真正实现了抽象的算法和可视化操作界面的融合。此外，在系统中还设计了与仿真软件的接口，有效的将解析方法和仿真方法进行了融合，达到了互相验证和支持的效果。最后给出了一个1400个工件、45台设备的加工环境实例，验证了文章设计的模型和算法。本文通过对实际问题的建模和优化算法研究，解决了企业原有的人工排产方法响应较慢的局限，取得较好的优化效率。通过决策支持系统将生产数据自动导入和导出，实现了决策支持系统和原有系统有效对接。以工期和完工率为优化指标，最终给出了企业较为满意的优化结果。为企业提供了有力的决策支持和保证。