多品种小批量离散制造过程多源异构数据集成与智能运维方法研究

在多品种小批量离散制造过程中有工艺图样、车间面板记录、机床传感器信号和质检报告单等多源异构工艺信息,如何高效地获取这些来源不一、结构多样的数据,并有效实现数据可视化、挖掘数据的潜在价值是这一类相关制造型企业面临的一个共性问题。传统纸质化工艺信息管理过程中存在信息化程度低、共享性差、获取不实时和安全性弱等弊端。为解决这一问题,研究以齿轮这一典型多品种小批量离散加工产品为对象,提出一种可综合运用图像识别、文字提取、二维码技术和TCP/IP通信等技术的多元异构数据集成方法,设计并开发了可支持文本、图像和传感器数据等多源异构数据集成的智能运维系统,实现了齿轮关键工序的多源异构数据的实时集成获取、轻量化高效管理、价值挖掘及可视化应用。

多品种小批量产品的分层计划管控系统设计与实践

针对中小企业生产管理指导性、规范性差,生产作业效率低等问题,本文以A公司多品种小批量产品为研究对象,提出一整套分层计划管控系统。首先通过流程再造优化订单评审流程,其次,采用分层计划编制体系优化计划排产流程,然后构建基于规则约束的启发式算法进行优化。最终达到增强生产订单接收协同性,排产指导性以及反馈及时性的目的。

基于改进MOEA/D算法的多目标单元构建问题求解

针对具有不同加工流程信息的多类型零件的单元构建问题,建立了最大化机器利用率和成组效率的多目标单元构建数学规划模型。在此基础上,提出一种改进MOEA/D算法(improved multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,IMOEA/D)。剖析模型特征,设计了面向机器分配和零件划分的双层编码策略;为了保证算法迭代的有效性,设计了初始化筛选方法和考虑各制造单元间机器零件平衡性的非法解修复策略;为了增强算法的局部探索能力,设计了基于模拟退火算法的局部搜索方法。实验结果表明所提算法具有优越的性能,获得的Pareto前沿解在覆盖率和Pareto比率两个指标上表现较优,且随着问题规模的扩大,其Pareto前沿优势更加明显。

基于仿真的多品种小批量生产资源负荷预测

生产计划的制订需充分考虑生产资源的负荷情况。在多品种小批量生产模式下,工序加工时间的不确定性以及生产加工质量等因素的影响会导致加工过程中实际资源负荷与计划之间存在偏差。针对上述问题,对实际生产所需的资源进行负荷预测。考虑工序历时、加工不合格率以及设备使用前准备时间对资源负荷的影响,提出一种资源负荷预测模型并应用蒙特卡洛仿真方法,以概率分布的形式描述工序加工历时的不确定性。通过仿真验证了预测模型的可行性,实现了对生产资源负荷较为符合实际的预测,为制定生产计划提供有效参考。

面向多品种小批量间歇生产模式的柔性控制系统研究与应用

以某大型农药企业的批量间歇生产项目为实例,介绍了一种面向多品种小批量间歇生产模式的柔性控制系统。自此系统实施以来,各软件和硬件一直运行平稳,不仅为企业实现了降本、提质、增效的目的,而且生产管理的水平也有了极大的提高,对于类似企业的生产监控和提升效率具有极大的参考意义。

浅析铸造行业多品种小批量生产模式的多约束条件排产

随着铸造行业市场竞争的加剧,对企业生产的技术能力、产品质量等要求越来越高,许多铸造企业的生产模式转化为多品种小批量生产,该模式下生产的产品种类多、批量小、生产中存在的的工艺变更多,导致生产计划执行的有效性变差,这种生产模式的特点给生产计划的制定带来一定的复杂性。本文通过分析铸造行业多品种小批量生产计划制定的几个重要约束条件,如:交货日期、客户等级、关键工序生产能力等,提出了以多约束条件的限制计划排产,可以提高生产计划制定的准确性,使生产资源使用最大化,提高客户满意度。

多批次小批量生产模式下的生产交期管理实践

离散企业在面对多批次小批量生产时,具有多品种并行、资源共享、生产周期不确定性和相对较长等特点,面临着生产计划难以安排、设计人员和生产人员精力分散、原辅料和零部件配套要求高、生产过程缺乏监控、生产状态无法掌控等问题。山东某装备制造安装公司基于supOS工业操作系统开发建设生产交期管理App,在用户参与设计、柔性生产和供应链协同方面实现多批次小批量生产。将个性化模块和标准化模块融合设计,通过计划安排、技术要求管理和工序管理管控生产过程状态,通过公司门户订单流程和客户设备管理系统分别与生产交期系统打通,实现企业内外部供应链协同。目前生产交期管理系统平稳运行,提高企业生产过程及时率10%,提升客户满意度12%。

小批量多品种模式下SPC监控系统的设计与运用

文章以铁路交通行业某小批量多品种产品加工工厂为研究对象。在收集实际生产过程数据的基础上,分析统计过程控制(Statistical Process Control,SPC)监控系统的结构与功能,建立了适用于小批量多品种产品的SPC监控系统,并将其运用于实际生产过程。结果表明,在小批量多品种的生产模式下可以进行SPC实时监控分析,对生产过程中可能存在的异常提出预警,从而提升生产过程的稳定性。

多品种小批量成批成套生产滚动计划的生成方法

针对多品种小批量环境下成批成套生产的特点,将加工对象按实际使用率情况分成关键重要零部件和非关键重要零部件两类。根据知识工程的原理,由关键重要零部件的关键工序元知识生成其生产滚动计划;对于非关键重要零部件按照其特性利用'A、B、C分类计划排配法'生成其生产滚动计划。解决了多品种小批量企业产品的成批成套生产问题。

多品种小批量机加车间生产任务执行情况可视化动态监控系统

针对多品种小批量机加车间因使用二维图表和数据报表跟踪监控生产任务执行情况,导致车间监控可视性低、生产进度信息实时性差等问题,构建了一种能动态反映车间生产进度、物料消耗情况、零件加工信息的机加车间生产任务执行情况三维可视化动态监控系统的体系结构、功能结构和运行模式,并对基于flexsim的车间生产执行情况可视化动态监控实现技术进行了研究。该系统已成功应用于某汽车零部件制造企业,取得了良好的应用效果。

多品种小批量机械制造企业MES的研究

通过分析MES的作用,结合我国机械制造企业的实际情况,提出了针对多品种、小批量生产企业的MES体系结构,明确了其定位与范围。介绍了这一MES体系的核心部分即调度子系统的作业计划、生产调度和物料跟踪等模块的结构及其主要功能。对于系统实现的一些技术进行了探讨。实际应用表明,该研究可以为多品种小批量机械制造企业信息化工程提供一些可行方案。

多品种小批量机加工车间关键工序动态SPC研究及应用

针对多品种小批量机加工车间关键工序因质量数据实时采集困难且样本数据量不足,导致质量统计过程实时控制困难和难于实现质量状态预警等问题,提出了一种集生产现场质量数据实时采集、小样本数据转化处理、质量状态在线控制及预警为一体的多品种小批量关键工序动态SPC(statistical process control)三层技术实现框架,并对其中基于多功能信息交互终端的车间现场质量数据实时采集、多图联合的小样本数据SPC质量控制、基于BP(back propagation)神经网络的质量状态预警等实现方法和技术进行了研究。最后,将该方法在一多品种小批量机加工车间进行了应用,取得了良好的效果。

多品种小批量定制生产模式的工艺失效模式及影响分析

研究了多品种小批量定制生产过程的潜在工艺失效模式的识别及其影响评估问题,提出了基于工艺过程构成要素模型的潜在工艺失效模式的判定准则和识别程序,构建了基于反馈控制原理的定量评估潜在工艺失效模式的严酷度、发生概率和可探测度的多维评价模型,并将研究结果应用于某型飞机装配工艺过程,验证了所提工艺失效模式及影响分析技术的普适性和有效性。

射频识别在多品种小批量生产管理中的应用研究

针对多品种小批量生产环境下,生产过程难以实现精准管理的问题,采用射频识别标签标识车间重要生产对象,关键应用管控点部署交互式作业控制终端,自动、实时、准确、详细地获取车间物理环境的信息。在此基础上,构建相应的生产管理系统的体系结构和集成化运行模式。研究多源异构实时生产信息融合技术和基于组件技术的可重构生产管理系统实现方法。该系统已成功应用于重庆某企业摩托车装配线,取得了良好的应用效果。

柔性作业车间多品种小批量调度算法研究

提出一种多目标混合遗传算法(MIGA),采用集成法同时解决柔性作业车间调度的两个子问题:机器分配问题和工序调度问题。MIGA在标准遗传算法的基础上采用随机权重法解决多目标问题,引入精英保留策略加速算法的收敛,集成小生境技术提高种群的多样性,基于扩展工序编码,按Makespan和安装准备成本最优对调度批分别解码。最后,用标准算例进行了算法验证,证明MIGA可以有效解决柔性作业车间多品种小批量调度问题。

机械加工车间数字化制造描述模型及总体框架

针对多品种小批量机加车间生产制造过程的特点及需求,建立了一种多品种小批量机加车间数字化制造的描述模型,包括一个基本内涵、7维目标体系、5条运行主线和8个特征,并基于该模型构建了一种5层次多品种小批量机加车间数字化制造总体框架,从而为多品种小批量制造企业机加车间数字化制造系统的研究、开发、实施和应用提供借鉴。该描述模型及总体框架在一典型多品种小批量制造企业进行了实际应用,取得了良好的应用效果。

多品种小批量生产的SPC应用研究

综述了多品种小批量生产方式的特点以及该生产方式下SPC(统计过程控制)的应用现状,指出常规控制图不适用于多品种小批量生产的问题,提出结合通用控制图、累积和(Cumulative-Sum,CUSUM)控制图和指数加权移动平均(Exponentially Weighted Moving-Averages,EWMA)控制图的解决方法,并总结出该SPC方法用于处理多品种小批量生产中微小偏差的步骤。

面向多品种小批量生产过程的Bootstrap控制图

针对多品种小批量生产过程中传统统计过程控制方法的局限性,介绍了Bootstrap控制图的概念,并对Boot-strap控制图的构造方法及上下控制限的确定方法进行了研究,针对计量值数据给出Bootstrap控制图的实施流程及判异规则,通过实证分析验证了在多品种小批量生产环境下Bootstrap控制图的有效性。

基于长尾理论的创客运动多品种小批量生产模式分析

创客运动是创新活动趋向大众化的新兴现象。从长尾理论的角度,对创客运动的多品种小批量生产模式进行分析,研究其在生产主体、盈利空间以及融资方式的创新之处,并针对其存在的问题提出相应的建议。

多品种少批量制造环境下的改进型生产系统

为在多品种少批量制造环境下实现准时制精益生产模式,研究了多品种少批量制造环境下的生产物流特性,构建了一种该环境下的准时制物流体系。通过分析对比看板、鼓-缓冲-绳和固定在制品三种控制策略的优缺点,提出了一种改进的综合型车间物流控制方法。该综合型控制方法融合了看板、鼓-缓冲-绳和固定在制品在不同监控层级的优点,克服了三者在复杂制造环境中各自的不足。基于该控制方法,建立了一套适合于多品种少批量制造环境的车间作业计划系统,并在重庆某企业得到成功应用。