一种柔生产过程控制优化的方法

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1、1...‘百，.清华大学学报(自然科学版)16163胜卜.12000年第40卷JournalofTsiaghuaUniversity(Sci&Tech)第业期第，6闷0页‘，.‘r..卜.se‘，一种柔性生产过程控制优化的方澎1:‘十李艳君，吴铁军翻1哪tf浙江大学工业控制技术国家，点实脸室，杭州310027‘..杏.11.‘.井本文提出一种井行多目标遗传算法。用来求解一个实际的多品种饮水加工柔性生产过程...t控制中的多目标优化问压.研究结果表明，对于这一类复杂的柔性生产过程控秘优化问瓜，本里.文提出的方法其有很好的实际应用前录。关艘侧柔性生产过程住钝并行计算:多目标优化:遗

2、传算法1勺1首杏1咬柔性流程工业过程的生产控制方式主要表现:〔I)按短期的、带有随机性和突发性的f犷f订货合同组织生产:(2)小批I、多品种、不规范的产品规格为特征:(3)在有限的原材料‘r‘供应、能铆、人力、资金和仓储等生产资源约束的情况下最大程度获取经济效益。这种柔性‘、奋生产过程控制的优化对其经营目标具有重大影响。但大规模的柔性生产过程控制问瓜十分复‘‘.杂.因此人们致力于探索计算机化的柔性生产过程控制优化方法。又由于此类系统通常具有三混合动力学系统特性.规模较大。系统的优化一般涉及到!杂的多目标问瓜，所以在这一领域至今缺乏有效的解决方法。本文以一个实际的多品种饮水加工柔

3、性生产过程为背景。提出一种遗传算法来求解这一柔性生产过程控制中的混合变t多目标优化问翅。在解决多目标解的评价时，采用了目标分级评价技米，求解过程始终将解的最优性和决策者对目标的偏好倍息结合在一起考虑.为了满足实际求解过程的实时性需要，提出了一种递阶分解并行计算方法。研究结果表明，对于这一类复杂的柔性生产过程控制优化问题，本文提出的方法具有很好的实际应用前景。2多品种饮水加工生产过程作为柔性生产过程优化控制问题的研究对象，圈I给出了一个工业化的多品种饮水加工生产过程m8示愈图。圈1多品种饮水加工过程示意图这一多品种饮水加工生产线用以柔性地适应市场的需求，按订单生产不同品种的饮水。

4、.差金顶目:国家“八六三”高科技研究发展计划(摘号963-511-945)李艳君，娜:一种柔性生产过程控制优化的方法生产操作过程的主要特性包括:(1)工段A,B,C和D的对象和操作参致均可连级贾化;而子过程E的对象和操作乡数具有离散性质.(2)工段A,B和C的生产率是各自操作奋数的连续函孩.而工段D.E的生产率在正常状态是确定的.此外，各工段生产装Z的特性决定，其生产成本与各工段生产装t的开工时间有关，但与该工段的生产率无关.(3)由于工段D的原料是工段B或工段C的中间产品饮料。因此当工段D的原料切换时。豁要对该工段的装Z用切换后的原料进行冲洗.工段E的情况是类似的。(4)由于

5、产品切换的擂要，工段B,C和D均设有中间储傲。通常情况下.要求物料在中间偏幼的停留时间尽f绪短，以减少钧料污染变质的可能性，影响产品的质A.伪工段B和C的生产装t维护要求这两个工段连续的停机时间应尽可能短，否则将形响装t的寿命。上述流程工业柔性生产线中的过程状态如加工致t随粉时间和外部抽入的改变连续地、动态地发生变化;而不同产品之间的切换状态随粉生产过程中发生的事件(如预定任务的完成)和外部翰入的改变间断地、动态地发生变化。以上两种过程特性是交互影响的，即生产中连续状态的变化与生产方案的切换有关，同时生产过程控制状态的变换也受到连续生产过程的形响。因此从整体上看，该流程工业柔性

6、生产过程呈现一种海合动力学系统的动态特性。柔性生产过程控制的墓本问题描述如下:设第1个订单O,可以四元组01={SI'VI'TI'CI)表示，其中St为订货规格。Vr为订货数f.T,为交货日期，C,为延期交货的罚金(以单位时间景计)。设一个生产方案P可以衰示为生产线中各工段(装里)A,B,---等分配的生产任务的一个列表p=(PA,PB，一)，其中第i工段(装Z)的生产任务列表为A=(Pi.1>Pr,2，二)，而子任务凡的内容可表示为一个四元组Pi,!={S4J'vl,f'lhJ'rI.!},该四元组中各符号依序代表加工规格、加工数f、起始加工时间和生产率。设已获得的n个订单的

7、集合为口={q'...，0.)，则上述柔性生产过程控制的荃本问瓜可表达为:在生产过程主要特征(1)至(5)的约束下，寻找最佳的可行生产方案P=(PA,FB'PC,PD'PE)I满足一系列经济目标，如(1)尽可能延长设备使用寿命:(2)尽可能减少生产方案切换导致的各装Z总冲洗时间和冲洗用物料消耗:(3)尽可能使总交货时间.接近各订单规定;(4)尽可能减少延期交货的总罚金;(5)尽可能减少生产过程中物料变质的可能性;(6)尽可能降低总的生产成本;等等。显然，根据生产过程的特点，以上诸目标的寻优方