【摘 要】
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自“中国制造2025”提出以来,各行各业积极响应国家号召,以黑灯工厂(Dark Factory)为目标,提升设备自动化、流程信息化、生产智能化。其中,3C产品与个人生活息息相关,且其多数产品的制造工艺流程相对成熟、车间设备自动化程度较高,在生产制造改革进程中一直扮演着重要的角色。生产与运输是车间制造过程的两个重要组成部分:生产是制造的实现方式,运输是生产的保障基础。车间物流对智能车间的生产效率具有
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自“中国制造2025”提出以来,各行各业积极响应国家号召,以黑灯工厂(Dark Factory)为目标,提升设备自动化、流程信息化、生产智能化。其中,3C产品与个人生活息息相关,且其多数产品的制造工艺流程相对成熟、车间设备自动化程度较高,在生产制造改革进程中一直扮演着重要的角色。生产与运输是车间制造过程的两个重要组成部分:生产是制造的实现方式,运输是生产的保障基础。车间物流对智能车间的生产效率具有重要影响,自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)作为3C产品智能车间重要的物流运输载体。在任务批量到达、单工序、串行布局的智能车间,合适的AGV调度算法能提升车间物流运输效率,进一步优化车间各种性能指标,提升智能车间的生产效率。单向轨道和双向轨道是唯二可选择的AGV轨道导引方式,其因生产的实际需求在各生产环境中均有应用:单向轨道场景下的AGV的路径柔性低、控制策略相对简单、成本低廉、系统波动较小;双向轨道场景下的AGV的路径柔性高、控制策略复杂、成本昂贵、随机波动较大。针对不同轨道导向方式,其对AGV调度策略的设定也带来的不同的挑战:针对不同轨道导向环境,如何制定合适的AGV调度策略,以保证生产的有序、高效进行。针对于此,本文的主要研究内容如下:首先,分析研究背景和车间业务流程,介绍某单工序智能车间的车间路径网络,对车间内AGV导引、任务触发、任务响应、AGV运行、物料接驳和CNC加工等机制进行描述,对车间内AGV调度问题进行合理假设和详细分析。其次,仿照3C产品智能车间的工作场景搭建基于Em-plant Simulation离散仿真平台的仿真模型,配置仿真模型参数,建立仿真运行机制,提出六种基于CNC中心单属性优先的AGV调度规则和八种车间性能评价指标。然后,针对单向AGV轨道的3C产品智能车间的运行特点进行分析,采用分割实验法的思想进行实验案例设计。综合分析车间性能指标的表现,验证了所提出AGV调度规则的有效性。最后,针对双向AGV轨道的3C产品智能车间特点和存在的死锁问题进行分析,提出在线实时解锁机制解决AGV运行的死锁策略,针对车间布局制定有效地预防死锁策略,保障车间物流运输更加流畅。考虑双向AGV轨道的随机因素,进行大量实验案例仿真,提出考虑多属性的改进AGV调度规则,根据仿真结果统计车间性能指标,采用相对偏差指数的方法分析性能指标,综合分析考虑随机因素下AGV调度规则的车间性能指标表现。
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