基于负荷和卡片模具车间任务投放控制技术的研究

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1、ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceResearchonWLandCard—basedControlApproachforJobReleaseinMouldShopFloorCandidate：DuQuanSupervisor：Prof．ChenQingxinMay2013SchoolofElectromechanicalEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,G

2、uangdong，P．R．Chma，510006摘要模具企业是典型的单件小批量面向资源的订货型(ETO)制造企业，一套模具由若干关键部件组成，不同的关键零部件由不同的制造车问完成，且模具车间订单到达具有不确定性、产品类型多样化、加工路径可选等众多不确定因素。基于模具制造自身的特点，模具制造车间内部生产环境是非常复杂的，如果不能有效控制订单各关键部件的完成时间，必将对订单准时交货造成巨大的影响，最终导致订单拖期。国内外众多研究表明，负荷控制技术(WorkLoadControl,WLC)是～种专门针对复杂生产环境下的订货型企业而设计的生产控制方法，其分为三层控制结构，通过上层控制下

3、层，能够有效解决车间负荷均衡化的问题。然而尽管目前WLC技术已经比较成熟，但其并没有在制造型企业中得到广泛的应用。究其原因，主要是因为WLC技术在应用于生产控制系统时欠缺一种有效的表达方式。而从看板理论发展起来的卡片系统却具有很好的实物可操作性和可观察性。鉴于二者的优劣，本文的目标是结合WLC技术，设计一套基于卡片的模具车间任务投放控制方法和系统。基于上述的研究目标，本文的研究工作主要包括以下内容：首先，针对FlowShop任务投放控制问题。设计了三种基于负荷控制理论的卡片运行机制(分别为：直接负荷法、综合负荷法和概率负荷法)；总结了模具车间常用的任务选择规则；给出了卡片参数设

4、置的步骤；采用仿真建模的方法，对三种卡片运行机制进行了模拟仿真，通过仿真结果的比较分析，为在不同车间指标下选取合适的投放控制策略提供了参考。然后，针对JobShop任务投放控制问题，结合JobShop的特点，对已提出的卡片运行机制进行了改进(分别为：改进的直接负荷法、改进的综合负荷法)；提出了一种基于加权平均工时的卡片参数设置方法；并建立了车闻仿真模型，实验仿真结果展现了所提的任务投放控制方法的合理性。接着，研究分析了车间特性对卡片数量界限的影响，本文所指的车间特性包括任务加工路径的流向特性和长度特性。通过实验设计、大量的模拟仿真，获得了不同车间特性下卡片数量最优值．并进行了汇

5、总，揭示了车间特性对卡片数量最优值影响的一般规律。广东工业大学硕士学住论文最后，设计了～套适用于模具企业的任务投放控制系统原型，总结了卡片系统在企业实施中的一般步骤。关键词：模具：投放控制；卡片系统：仿真建模UABSTRACTABSTRACTMoldcompaniesaretypicalofsmallquantitiesofresource·orientedmanufacturingenterprises，themoldisanETOproductthatisassembledbyseveralkeycomponents，differentkeycomponentsareman

6、ufacturedindifferentworkshop．Theorderhasmanyuncertainfactors，suchasrandomarriving，productdiversification，differentprocessingpathandSOon．Becauseofthecharacteristicsofmoldmanufacturing，theenvironmentofmanufacturingworkshopisverycomplex．Ifnoteffectivecontrolofthecompletiontimeofthekeycomponents

7、，itwillhaveagreatimpactorderdeliveryontime，andSOleadtofrequenttardiness．Studieshaveshownthattheworkloadcontrol(WLC)isaspecificproductioncontrolapproachdesignedinthecomplexproductionenvironment．Itisdividedintothreecontrolstructures，anditiSaneffectiv