面向智能工厂离散型智能制造单元的研究

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1、硕士学位论文题目：面向智能工厂离散型智能制造单元的研究研究生商滔专业管理科学与工程指导教师蔡敏副教授完成日期2016年1月杭州电子科技大学硕士学位论文面向智能工厂离散型智能制造单元的研究研究生：商滔指导教师：蔡敏副教授2016年1月DissertationSubmittoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonDiscreteIntelligentManufacturingUnitofSmartFactoryCandidate:ShangTaoAssoc

2、iateSupervisor:Prof.CaiMinJanuary，2016杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｌ乂明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。论文作者签名：曰期；年月乐曰Ｉ学位论文使用授权说明本人完全了解杭州

3、电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产极单位属杭如电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文了作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，学校可１，、＝可允许采用影印允许查阅和借阅论文；＾公布论文的全部或部分内容缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：满３曰期：年月曰／ｆ指导教师签名：曰期：年月＾曰旅（杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着“大数据”、“物联网”、“云制造”、“工

4、业4.0”和“中国制造2025”等一系列重大发展战略的提出，互联网与制造业紧密联系在一起。网络订单规模呈现出多品种、小批量的特点，为了满足顾客日益个性化的需求，传统的大型流水线生产模式正向智能工厂模式转变。智能工厂倡导清洁制造、绿色制造，如何高效合理地调度智能工厂中的智能机器人完成加工任务是目前国内外研究的前沿课题。智能工厂通常由若干离散型智能制造单元组成，通过智能加工机器人、全自动加工岛、信息物理融合系统以及中央处理器等模块，实现了从原材料到成品的智能化制造。本文对于智能工厂离散型智能制造单元展开研究：首先，阐述了智能

5、工厂制造模式和离散型智能制造单元的特征，分析了智能工厂与传统生产模式之间的联系及区别，结合传统流水线生产调度建模，对离散型智能制造单元机器人调度进行了分析，从最短生产周期和最短路径规划两个方面做出说明；其次，建立了智能工厂离散型智能制造单元调度模型，考虑了产品种类、产品数量、机器人加工规则等因素的约束，以完成加工任务的总能耗最小为优化目标；然后，将目标分解为机器人行走能量消耗和加工产品能量消耗两部分，设计了嵌套模拟退火算法(SA)、嵌套粒子群算法(PSO)和嵌套SA-PSO算法三种求解策略；最后，以德国KUKA公司智能芯

6、片制造单元为例进行研究，根据产品种类和订单规模建立调度模型，分别采用上述三种算法进行求解，通过控制变量法讨论参数设置的影响，对比运行结果，使用SA-PSO算法得出了最佳调度策略，验证了模型和算法的有效性。根据研究结果表明，本文提出的面向智能工厂离散型智能制造单元的建模方法和求解策略可以帮助智能制造企业根据订单规模合理分配制造资源，提高生产效率，同时，迎合了目前国际社会广泛倡导的低碳制造理念。关键词：智能工厂；离散型智能制造单元；能量消耗；SA算法；PSO算法I杭州电子科技大学硕士学位论文AbstractAs"BigDat

7、a","Internetofthings","CloudManufacturing","Industry4.0"and"MadeinChina2025"aseriesofmajordevelopmentstrategieswereproposed,InternetandManufacturingwerecloselylinkedtogether,theordersscalepresentedvarietiesandsmallbatches.Inordertomeetthepersonalizedrequirementso

8、fcustomers,themanufacturingpatternistransformingfromlarge-scaleassemblylineproductiontocustomerdemandorientedsmartfactory.Smartfactoryadvocatescleanmanufacturi