基于快速反应制造的虚拟单元制造系统生产作业计划与控制方法研究

The objective of this project is to study the strategy of production scheduling and control for virtual cellular manufacturing systems (VCMS) in order to enhance the quick response capability of VCMS in the context of multi-variety and low volume production in dynamic environment. In this project, the methodology of production scheduling and control for VCMS will be studied. The research will focus on the optimal sharing level of VCM sharing manufacturing bottleneck resources, capacity programming method and distribution strategy of sharing resource. For the accurate prediction of the dynamic trends of sharing resources, we will further study on the analysis of dynamic property and shifting discipline of sharing bottleneck resources. Then decision support and technical method will also be presented for production process control and optimization. And based on the discussion of coordination mechanism, production scheduling and control strategy and the integrated optimization strategy for dual cellular manufacturing will be presented.

课题以提高多品种小批量企业虚拟单元制造系统（VCMS）快速反应制造能力为目标，研究VCMS生产作业计划、调度和控制方法，为VCMS快速反应制造提供创新性的解决方案。课题将研究VCMS的生产作业计划、调度与控制方法；研究生产过程中的干扰事件对作业计划扰动程度的度量方法以及生产作业调度调整时机，研究中在随机环境下进行生产作业计划、调度及控制策略；研究VCMS在运行和受到干扰时的生产变动规律的挖掘方法，以及对生产过程中瓶颈制造资源产生的机理、发展方式以及动态漂移特点进行分析和预测的方法；研究VCMS共享制造资源与系统性能的关系，建立动态共享资源的共享协调机制以及解决方法，解决动态共享冲突问题；课题还将从虚拟单元和共享制造资源所构成的VCMS生产过程整体角度出发，以实现生产系统整体性优化为目标研究VCMS共享资源和瓶颈资源生产作业计划、调度与控制问题，建立VCMS生产过程整体优化生产策略。

课题以多品种小批量高定制化动态生产环境下的快速反应制造为目标，对多品种小批量制造企业虚拟单元制造系统生产作业计划与生产控制策略进行了研究，研究目标得到较好的实现。课题研究了虚拟单元制造系统生产作业计划、调度与控制的方法；研究虚拟单元制造系统共享制造资源最优资源共享水平，并研究了共享资源能力规划方法及分配策略；分析虚拟制造单元共享瓶颈资源态动态属性，研究共享瓶颈资源漂移规律，实现共享资源动态变化的准确预测，为生产过程控制和优化提供决策支持和技术手段；研究了共享资源动态共享协调机制以及基于虚拟单元制造对偶单元生产系统的共享瓶颈资源生产调度及控制策略，并建立对偶单元生产与共享资源系统整体优化策略。通过上述研究，为多品种小批量制造企业实现生产过程的柔性与敏捷性提供方法与策略，从而使这类企业能够对用户的多样性动态需求做出快速反应。