《服務型製造系統中維修與生產計畫的協同調度機制研究》是依託北京科技大學，由吳秀麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：服務型製造系統中維修與生產計畫的協同調度機制研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：吳秀麗
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現代製造業正從生產型製造向服務型製造轉變，顧客參與和業務外包是服務型製造的兩大特徵，由此產生的新問題成為目前製造業迫切需要解決的重要問題。本項目圍繞服務型製造系統中維修和生產計畫的協同調度問題開展研究。系統分析上述特徵，建立顧客參與的行為模型，揭示其對製造過程的影響規律，從而建立基於顧客參與的生產調度模型，提出調度最佳化方法；建立維修外包決策模型並提出最佳化方法，在此基礎上，建立維修計畫最佳化模型並提出最佳化方法；最後分析維修與生產的關聯關係，建立服務型製造系統中維修和生產計畫的協同調度最佳化模型，在序貫調度最佳化框架內，集成遺傳算法和基於能級的局部搜尋算法提出最佳化方法，設計Pareto解評價方法；最後仿真分析，開發原型系統並驗證。本項目屬於套用基礎研究，將形成一套針對服務型製造系統的維修和生產計畫的協同調度理論和方法，能為服務型製造系統的生產運作提供理論支撐，具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
隨著雲計算、大數據等先進科學技術的出現，現代製造業正從“生產型製造”向“服務型製造”轉變，原來的生產管理和控制方法及手段都面臨著新的挑戰，如何科學高效地對服務型製造系統進行管理和控制成為擺在決策層面前迫切需要解決的重要問題。本項目從分析服務型製造系統的特徵出發，總結出“顧客參與”和“業務外包”是服務型製造系統的兩大特徵，然後以柔性作業車間生產環境作為套用場景展開研究。（1）建立了柔性作業車間調度的最佳化模型，提出了求解該問題的啟發式規則庫；提出了超啟發式遺傳算法、改進的細菌覓食算法、雙機制頭腦風暴算法、超啟發式文化基因算法、精英量子進化算法和變鄰域改進遺傳算法求解該問題。（2）對比分析了現有預維護模型，選擇了更具有通用性的擴展的混合PM模型作為預維修策略模型；採用威布爾分布模型建立了機器故障模型；結合預維護模型和機器可靠性函式，得到了預維護任務的可靠性模型。（3）建立了維修與生產計畫的協同調度模型；提出了“先維護後調度”、“先調度後維護”、“生產與維護同步調度”的柔性作業車間維修與生產計畫協同調度策略；對比分析了三種策略，數值實驗結果證明“生產與維護同步調度”策略表現最優秀；在此基礎上，提出了一種基於役齡模型的同步協同最佳化策略，進一步最佳化了協同調度策略並進行了實驗驗證。（4）建立了柔性作業車間動態調度最佳化模型；提出了右移重調度策略、完全重調度策略、部分重調度策略和基於關聯樹和機器路徑的部分重調度策略，數值實驗結果表明基於關聯樹和機器路徑的部分重調度策略是求解該類問題的最優策略。（5）基於B/S架構開發了調度原型系統，將上述理論研究成果融入到原型系統里，根據生產計畫自動產生生產調度結果和維修計畫的調度結果。本項目屬於套用基礎研究，形成了一套針對服務型製造系統的維修和生產計畫的協同調度理論和方法，能為服務型製造系統的生產運作提供理論支撐，具有重要的理論意義和套用價值。
