金属板材加工的制造执行系统的研究与开发

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1、分类号密级硕士学位论文题目：金属板材加工的制造执行系统的研究与开发英文并列题目：TheResearchandDevelopmentofManufacturingExecutionSystemonmetalsheetprocessing研究生：邓玉锋专业：机械制造及其自动化研究方向：制造业信息化导师：陈进副教授指导小组成员：学位授予日期：2015年6月19日答辩委员会主席：吉卫喜江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宂工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地

2、方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：^i'冬章日期：：L小-年6月U日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许ife文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相

3、一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。摘要摘要随着市场竞争的日益激烈，为了满足多变的客户需求，很多企业的生产方式已经逐步从面向库存转变为面向客户订单，在这种情况下，如何根据市场的需求，动态调整生产的产品，按时按量的交货，以满足客户销售与库存的需求，已成为企业能否生存和发展的关键因素，因此，越来越多的企业选择使用信息化管理系统。本文针对案例金属加工企业生产效率低的问题，提出了金属板材加工的制造执行系统的解决方案，将产品生产前、生产过程中、生产后整个生产周期的信息全部纳入系统中，包括：任务确定、板材下料、生产排程、数据采集、成品装箱等所有与生产相关的

4、作业，实现了板材下料、生产排程、成品装箱的自动化，车间生产过程控制的实时化，产品生产全过程信息的透明化，达到了生产全过程信息化的要求，同时构建了金属板材加工的制造执行系统的总体结构，研究了系统的生产集成化方案，设计了板材下料模块与三维装箱模块的算法，并对系统数据库和系统各主要功能模块分别进行了详细分析和设计，重点研究了下面几个问题：（1）板材下料算法设计。采用混合启发式算法进行板材下料算法的设计，先利用启发式填充算法将矩形成品生成条料，再借助遗传算法对矩形成品排序和条料组合排序进行优化，通过两种算法的结合来找出使原材料整体利用率最大的方案。（2）车间

5、生产活动数据实时采集。针对车间生产活动数据难以实时采集和生产过程难以实时控制的问题，提出了采用条形码技术进行数据采集的方案，并研究了数据采集设备的通讯方式和数据采集流程。（3）车间工序级生产计划自动排程。依据客户订单和工艺信息生成车间生产计划，然后采用动态极大极小代数算法对生产计划进行生产排程，自动安排产品每道工序的加工设备、开工时间、完工时间，形成工序级生产计划。（4）三维装箱算法研究。采用多约束条件的优化算法自动安排成品装箱，先借助遗传算法对板材序列和摆放方式序列进行优化，再利用启发式算法将板材合理的装入木箱，找出满足木箱容积、装载顺序、稳定性等

6、条件，并使木箱空间利用率最大的方案。目前，系统已在企业实施，明显提高了企业的生产管理效率和企业按时按量交付的能力，取得了很好的应用效果，为同类型金属加工企业设计MES提供了借鉴。关键词：板材加工；制造执行系统；板材下料；三维装箱；数据采集IAbstractAbstractAsmarketcompetitionbecomesmoreintense,inordertomeetthecustomers’ever-changingdemands,manyenterprises’productionmodehasbeengraduallychangedfrom

7、inventory-orientedtocustomers’order-oriented.Inthiscase,accordingtotheneedsofthemarket,howtodynamicallyadjustproduction,andmakesuretheproductstobedeliveredontimetomeetthedemandofcustomersalesandinventory,hasbecomeanimportantfactoraffectingsurvivalanddevelopmentofenterprises.Asa

8、result,moreandmoreenterpriseschoosetouseinformationman