基于遗传算法的装配车间调度问题的研究(2)

车间作业系统的主要特点为离散加工过程。面向对象的仿真设计方法能够通过声明对象特征、对象行为及相互关系实现离散制造模型的逻辑连接、信息处理和决策制定［６］。

１．１

生产模型

根据生产情况，计算机仿真模型对象主要分为

厂房类、生产线类、设备类、信息类和控制类口］。图２为典型生产线仿真模型结构。

设备类

信息类

控制类

图２生产线仿真模型网络对象

一一一一一一一一一

ａ．生产线类。一个系统物理模型包含至少一条生产线，每条生产线内又包含设备类、信息类和控制类模型。

ｂ．设备类。设备类又可以分为加工设备类、吊装设备类、输送设备类和场地设备类等。加工设备类是指用于进行装配、生产的各类加工机器；吊装设备类是指用于吊装零部件的各式吊车、起重设备；输送设备类是指在系统中用于运输零部件的各种载体运输工具；场地设备类是指系统中的零部件、外购件及产品的仓储、缓存区域。

ｃ．信息类。记录某一产品的生产工序、生产工位的完整工艺信息及总体生产计划纲领。

ｄ．控制类。即逻辑对象类，其主要功能是设计控制策略和选择决策规则，从而对系统进行动态调控。逻辑对象类在生产线系统中可分为作业时间类、故障修复类以及资源调度类等。作业时间类负责控制系统中设备的工作安排，如机器开工时间、停工时间和中途休息时间等；故障修复类则控制设备故障的发生时间概率及故障修复时间概率；资源调度类用来控制车间内各项生产资源的整体调度规则及调度方法。

上述各基本对象类均拥有属性与操作，利用类的继承与封装机制，可以快速生成生产线的制造环境，而且在生产线的生命周期内，这些对象类也并非孤立存在，而是紧密联系形成一个不可分割的整体，

４

万方数据

它们为生产模型的建立提供了基础。

１．２

生产方式

流水线生产方式采用流水线生产方法或者材料

转移法，即固定加工手段而移动材料的生产方式。节拍是一种重要的流水线评价标准，是指流水线上同一工位连续产出２个相同产品之间的时间间隔。流水线生产方式中，生产计划下的加工单元必须与其加工工位及加工对象保持一致，各工位加工工时为子节拍，生产线产品输出时间间隔为总节拍。在加工工位数量一定时，子节拍与总节拍趋近程度越高，生产线作业越流畅，生产效率越高。

节拍式生产方式即移动加工手段而固定材料的生产方式。节拍式生产方式中，生产计划下的加工单元与加工工位及加工对象多数情况下保持一致且固定不变。此时的产品输出节拍为第一个加工方式

开始与最后一个加工方式结束的时间间隔。

按节奏连续均衡生产是精益化制造的显著标志［８］。生产线加工单元按照成组工艺进行布置，同时生产作业与生产计划的对象按照相似性进行分类。按照生产线的均衡性，各个工位的加工工时及生产节拍应基本相等，节拍差异较大时，可以通过分解工位内容进行调整，某些工位生产过程无法分解时，其工时也应当为标准工时的整数倍，借助增加同型号加工单元使该工位加工工时趋近生产线节拍。

无论是何种方式的加工作业，都必须以一定的速度，具有连续性地在既定场地重复作业。以一定的速度加工，可稳定动力费及劳动力费用，降低成本；连续性生产，可稳定加工时间、保证工期；在相同场地进行同一作业，可以提高作业者的熟练度和作业水平，保证品质。也就是说，大量生产的四大特征（定速、连续、定位置和定作业）可使成本、工期和质量保持相对稳定。因此，不能采用大量生产方式的企业，难以降低成本、保证工期和质量，难以满足客户的要求，最终被市场的激烈竞争所淘汰。

模型生产采用混合式生产形式，即流水线生产方式与节拍式生产方式相结合的生产方式。１．３数学模型

柔性车间调度问题主要研究工件、机器和加工工艺的组合问题。工件每道工序可以在不同的机器上加工，因此，首选要选择加工工件的机器。

建立的柔性车间主要研究Ｎ个工件在Ｍ台机器上的加工过程，工件竹有ｍ道工序的加工问题。

《机械与电子｝２０１２（４）