基于虚拟制造单元的制造资源组织模型.kdh

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1、第１６卷第８期计算机集成制造系统Ｖｏｌ．１６Ｎｏ．８２０１０年８月ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓＡｕｇ．２０１０文章编号：１００６－５９１１（２０１０）０８－１６４９－０８基于虚拟制造单元的制造资源组织模型郭宁，金天国，刘文剑（哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：为了使航天制造企业能够根据市场订单需求快速调整组织制造资源，简化生产调度过程，提高生产调度质量，提出了基于虚拟制造单元的制造资源组织模型，探讨了该模型的理论思想，给出了虚拟制造单元的两步构建方法，并提出了利用合作型多目标优化协同进

2、化算法解决资源选择问题，构建了以多条加工路线相似系数之和最大（倒数最小）、运输成本最小和设备生产负荷均衡的多目标优化问题。将这一多目标优化问题分解为多个子问题，分别用多个子种群进行进化，并采用一种新型的子种群间合作方式，最终产生一个Ｐａｒｅｔｏ最优解集。该方法提高了候选解的多样性，为生产调度提供了多样性选择。关键词：虚拟制造单元；制造资源组织模型；协同进化算法；调度；多目标优化；Ｐａｒｅｔｏ集中图分类号：ＴＨ１６５文献标志码：ＡＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｖｉｒｔｕａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ

3、ｃｅｌｌＧＵＯＮｉｎｇ，ＪＩＮＴｉａｎ－ｇｕｏ，ＬＩＵＷｅｎ－ｊｉａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｄｊｕｓｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｒａｐｉｄｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｒｋｅｔｄｅｍａｎｄ，ｓｉｍｐｌｉｆｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ，ａｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｒｇａｎｉｚａ

4、ｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＶｉｒｔｕａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒ－ｉｎｇＣｅｌｌ（ＶＭＣ）ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｏｒｙｏｆＶＭＣｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔｗｏ－ｓｔｅｐＶＭＣｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ，ａＭｕｌｔｉ－ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＣｏ－ＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＡｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＭＯＣＣＥＡ）ｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄ．Ａｎｄａｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｍｏｄｅｌｗａ

5、ｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｗａｓａｉｍｅｄｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｓｕｍｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｏｕｔｅｓｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ｍｉｎｉｍｉｚｅｉｔｓｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ），ｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｓｔａｎｄｔｉｍｅｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｌｏａｄｂａｌａｎｃｅ．Ｔｈｉｓｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｐｒｏｂｌｅｍｗａｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｉｎｔｏｖａｒｉｏｕｓｓｕｂ－ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ａｎｏｖｅｌｍｏｄｅｌｏｆｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎａｍｏｎｇｓｕｂｐｏ

6、ｐｕｌａｔｉｏｎｓｗａｓａｄｏｐｔｅｄ，ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙａＰａｒｅｔｏｏｐｔｉ－ｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓｅｔｗａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｃａｎｄｉｄａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｆｉｅｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｐｒｏ－ｄｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｗａｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｃｅｌｌ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｃｏ－ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ；ｍ

7、ｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｐａｒｅｔｏｓｅｔ高的劳动生产率。同时此系统易于进行生产控制，０引言有利于处理制造系统的各种工程变化，快速解决生在中小批量的生产中，制造资源模式通常采用产质量问题。但是此系统也具有对机器设备和人的［１－２］单元组织形式，传统的单元制造系统（Ｃｅｌｌｕｌａｒ利用不平衡、系统改变有迟滞性、重构成本过大等缺ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＣＭＳ）由两个或多个工序、点，并且由于目前现有制造系统的设备的物理位置作业、工作站或机器组成，此系统变小批量生产为大大部分被永久固定，要实现此系统非常困难，投资和批量生

8、产，可以增加工人的操作熟练度，从而获取更成本也较高，