基于无标度随机网络模型的虚拟单元协同调度问题研究

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1、学校代码：10289分类号：F406.2密级：公开基学号：119040013于无标度随机江苏科技大学网络模型工程硕士学位论文的虚拟（全日制专业学位）单元协同调度问基于无标度随机网络模型的虚拟单元题研协同调度问题研究究黄岩研究生姓名黄岩导师姓名韩文民教授申请学位类别工程硕士学位授予单位江苏科技大学江苏学科专业工业工程论文提交日期2014年6月10日科技研究方向生产运作管理论文答辩日期2014年6月14日大学答辩委员会主席杨兴林评阅人盲审盲审2014年6月12日万方数据分类号：F406.2密级：公开学号：11904

2、0013工程硕士学位论文（全日制专业学位）基于无标度随机网络模型的虚拟单元协同调度问题研究学生姓名黄岩指导教师韩文民教授江苏科技大学二O一四年六月万方数据Researchonvirtualmanufacturecellbasedonscale-freenetworkSubmittedbyYanHuangSupervisedbyProfessorWen-minHanJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune2014万方数据江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈

3、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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日万方数据江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

4、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和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月万方数据摘要摘要本文首先介绍了虚拟单元的概念与发展，虚拟单元制造方式因其有利于提高大型复杂单件小批量生产企业的生产柔性及设备利用率的优势，受到了很多学者的青睐。虚拟单元是在单元制造的基础上发展而来的一种新式生产方法。他打破了以往生产车间需要改变设备的物理位置的模式，在不移动设备的前提下进行生产调度，从而具有更大的灵活性。虚拟

5、单元是在成组技术、单元制造的基础上发展而来，突破了传统的单元生产的局限，可以在不改变设备物理位置的情况下灵活地动态进行生产调度。目前虚拟单元调度的研究主要是针对是已构建好各单元的情况下进行单元内机器的选择与任务的匹配，然后根据调度的初步结果来调整虚拟单元的构建，该类方法虽然可以在一定程度上解决虚拟单元调度的动态性问题，但在单元构建与调度的同步性与系统的有机性上存在着一定的不足。本文创新性的使用了一种网络模型——无标度随机网络，该模型能够有效地解决上述不足，在虚拟单元构建的同时考虑调度，将单元内的任务与机器构成一

6、个网络系统，将机器设备与任务同步来考虑，通过网络中节点的增减变化适时地反映出单元的重构。同时，本文结合实际虚拟单元生产调度时存在的各种不确定因素，如设备故障，任务的随机到达对生产过程的影响等，通过无标度随机网络的动态调度模型求解到满足完工时间最短的方案。本文的研究构建了虚拟单元的无标度随机网络模型，将调度过程表示为反应调度约束和规则关系的调度任务链，通过调度节点间的关联关系将调度过程中的静态信息和随任务改变的动态调度规则结合为基于调度链的调度整体，适应复杂多变的虚拟单元的动态调度任务。提出了适应虚拟单元作业动态

7、调度的无标度网络调度模型，利用调度节点的等效简化和作业计划关联方法，构建响应动态随机任务的调度方案。模型能够关联到随机调度任务时产生的加工工艺路线，加工设备和加工时间等调度信息，通过优化加工设备和调度路径，合理选择调度参数，使虚拟单元调度过程更具实时性，考虑实际加工过程中的不确定因素，从而满足企业生产实践中的需要。为了验证本文所提方法在实际制造企业中应用的情况，本文对某车辆厂目前生产管理的现状以及存在的问题进行了详细分析，并将文中提出的虚拟单元动态调度方法应用到轮轴生产过程中，提出了相应的虚拟单元调度改善方案，

8、验证了本文提出方案的可行性与有效性。关键词；无标度随机网络；瓶颈识别；排队论；虚拟单元协同调度Ⅰ万方数据万方数据AbstractAbstractVirtualmanufacturingcells(VMCS)haveattractedsomeresearchers’closeattentionastheyprovidegreaterflexibilityandavoidsomeshort