论文部分内容阅读
生产过程中的计划与调度是实现制造系统平稳、高效运转的核心。调度方法和优化技术的研究与应用,已成为实现现代集成制造、并行工程乃至敏捷制造、智能制造等先进制造技术的基础与关键。本文以提高计划调度的柔性和动态性为目的,从软件实现的角度,全面而深入地研究了基于组件技术的计划调度系统设计开发理论和相关应用技术,通过这些研究和实践可以使计划调度系统更容易重用、重构和扩展,从而使计划调度系统成为一个适应性很强、柔性很高的敏捷系统。 本文以多品种、小批量制造生产类型为例,研究了制造行业生产计划调度系统的功能需求和组件开发,重点研究了计划调度系统的组件层次体系结构和组件设计方法,建立了基于组件的计划调度原型系统软件。 本文主要的研究内容和成果如下: 1.计划调度系统 研究了制造企业的多品种、小批量制造生产类型,提出了三级计划的分层计划调度模型和计划推动、有序生产的计划编制思路。在此基础上探讨了基于关键设备的资源优化的计划调度算法。 2.基于组件的计划调度系统 讨论了组件技术,分析了计划调度系统的特殊性,提出了基于原型系统的计划调度系统组件开发模式,详细介绍了该开发模式的各个步骤、技术实现和优点。 3.计划调度系统组件开发 在基于组件的软件开发过程中做到合理的划分组件的粒度、使组件的重用与维护性能达到最佳平衡是非常困难的。因此在对计划调度系统进行领域分析的基础上,从组件功能变化的频率角度,提出了计划调度系统的组件层次体系结构,详细的讨论了该体系结构中各层的主要组件及功能。在引入GenVoca模型并对它进行扩展的基础上,实现了计划调度系统层次体系结构的形式化描述。根据组件的层次体系结构,以打印子系统、BOM摘要管理子系统和系统管理子系统为例,实现了大粒度组件的重用。研究了作为计划调度系统支撑技术的虚拟数据库技术,提出了计划调度系统的虚拟数据库结构,并从技术角度详细讨论了该结构的实现。从计划调度系统的易扩展和高运行效率的角度,讨论了计划调度系统的部署结构,提出了计划调度系统的组件、WEB服务混合的系统结构。4.计划调度系统的组件设计实现 探讨了计划调度系统的组件设计原则。考虑到计划调度算法设计复杂、开发工作量大,是影响计划调度系统重用、维护和扩展的关键因素,所以在总结各类计划调度算法的基础上,根据计划调度系统的组件层次结构,结合各种设计模式,提出了计划调度算法的组件化设计模型,并且详细讨论了调度算法组件、调度模型组件和调度引擎的接口设计及相互调用方法。在对计划调度算法的组件化设计模型讨论的基础上,建立了计划调度引擎的组件结构,讨论了该结构的各组件的功能,着重分析了各组件的接口设计及相互调用关系。5.基于组件的计划调度原型系统 以西北工业大学系统集成与工程管理研究所的生产计戈俪度系统为研究分析对象,结合本文提出的理论,建立了基于组件的计划原型系统。该原型系统己经成功地用于指导实际生产,并取得了良好的效果。