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30000字硕士毕业论文基于仿真的烟草行业丝绸生产调度方法的研究与实现

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:生产,卷烟,仿真
论文概述:

研究背景烟草行业在国民经济中占有重要地位,为积聚国家财政收入,满足市场需求做出了突出贡献。近几年,烟草行业以做精做强为主、企业联合重组、品牌规模扩张为主要内容的行业改革取

论文正文:

  第1章引言         1.1研究背景烟草行业在国民经济中占有重要地位,为积聚国家财政收入,满足市场需求做出了突出贡献。近几年,烟草行业以做精做强为主、企业联合重组、品牌规模扩张为主要内容的行业改革取得了明显成效。但从现有的生产基础和市场条件与国外同行业比较,还要进一步加大烟草行业改革力度,才能不断提高中国烟草总体竞争实力和保持烟草行业平稳发展。中国烟草行业是国民经济的重要支柱行业,对国民经济的发展起着至关重要的作用。随着经济全球化脚步的加快,中国烟草也加大了改革、整合与创新力度,这既给烟草行业发展带来了一定的机遇,也使我国烟草业面临着严峻挑战,因此,建立更科学的烟草生产制造系统,扩大烟草企业的生产能力,成为我国烟草企业面临解决的主要问题。         烟草生产企业的制丝生产决定了卷烟的吸味、口感等内在品质,在整个价值链的实现过程中占有举足轻重的位置,因此,制丝生产线是企业最重要的环节,也是一个复杂的非线性系统,此过程对复烤后的烟叶叶片经过一系列的加工,最终成为符合卷制要求的烟丝,制丝生产线的好坏直接决定了卷烟的质量及生产效益。因此,研究制丝生产线优化排产对卷烟企业乃至中国整个烟草行业都具有重要意义。随着国家烟草专卖局组织的“按客户订单组织货源”试点工作的逐步推广,烟草工业企业的制造工艺、生产管理等环节日益面临着市场导向的挑战。“按客户订单组织货源”是指烟草工业企业按照商业企业反映的零售客户的实际需求来组织生产,实现按需定制、柔性化生产。这就必然要求烟草工业企业要努力提高生产组织的快速响应能力,即提高生产组织的柔性化生产程度,而其最根本的就是解决制造工艺的柔性化的问题。         传统制丝生产线一般根据各个工序段所承担的工艺任务不同,将制丝过程分为几个工段,如烟叶预处理、白肋烟处理、制叶丝、烟梗预处理、制梗丝、掺配加香、贮丝、膨胀丝、再造烟叶、糖香料配料等。这些工段的衔接通过贮柜连接,形成制丝生产的有机整体。这种生产线是典型的流水线作业,一条生产线由多台工艺装备组成,每台装备完成固定专一的工序,适合固定产品的大批量生产。由于一条生产线一般只能同时生产一种固定的制丝产品,改变比较困难,因此将其划分为刚性生产线。刚性生产线给卷烟新产品的开发、制丝工艺的技术完善等带来了很多限制,卷烟企业在生产线工艺布局中更多地采用串联、并联、绕过、返用等方式组成工段,进而相互衔接形成产品加工能力,尽可能地实现一定程度的柔性化生产,但从实际效果来看,该方式存在调整耗时、柔性有限的缺点,在现实中迫切地需要新的工艺来实现真正的柔性化生产。柔性制丝的工艺基础是分组加工技术,将烟叶按照不同的加工特性进行分组并确定工艺过程,选择相应的加工设备和工艺参数以及物料储运系统等,并由计算机进行控制,因此能够自动调整并实现要求范围内多种物料的成批高效生产(即具有柔性),并能及时地改变产品结构以满足市场需求,柔性制丝线将高效的全自动物流系统集成到制丝过程中,并把制丝处理工序单元化和模块化,在各加工单元之间采用柔性物流传送技术进行衔接,在储存环节则利用物流立体式仓库进行物料存储和利用强大的MES系统进行信息的跟踪、传递。}.       2问题的提出2.1烟草行业制丝生产的特点随着卷烟企业的兼并重组与中式卷烟研究的深入,目前卷烟企业的制丝生产表现为内外两方面的需求,对内是随着新工艺、新技术越来越多地被应用到制丝加工过程中,尤其是实施分组加工工艺后,制丝加工过程的日益复杂化和精细化,对生产计划排产提出了如何在复杂工艺线路下组织柔性生产的需求;对外是随着卷烟买方市场的形成,如何适应市场的快速变化,对生产的排产提出了以适应其变化为核心实现柔性制造的需求。在这种形势下,卷烟企业的制丝生产呈现出以下几方面的新特点。1、工艺路径的计划与调度更加复杂化。为适应分组加工对不同物料采取不同加工方式的要求,制丝生产线已由过去的单一工艺线路发展成为多分支、多组合的复杂工艺线路,使得制丝生产过程中生产路径的调度复杂性大为增加。例如在叶丝烘丝环节,对内在品质较差的上部烟丝采用高温气流式烘丝工艺路线进行处理,不仅能较好地去除杂气,还有利于提高填充值;而对于内在品质较好的中部烟丝,采用薄板烘丝工艺路线进行处理,可使其获得较好的香气〔3]02、生产过程的计划调度更加柔性化。传统的制丝生产是直线型生产模式,物料从投料到产出严格按照固定的重量批次进行,其生产过程是刚性的,一旦投料则无法再更改,对变化的适应能力很弱。而在分组加工过程中,成品是通过不同比例的中间物料进行组合生成,当需求发生改变时能够快速作出调整,变更生产,因此生产线的调度柔性被极大加强。3、以适应变化为核心的柔性制造。 参考文献[1]张培忠.柔性制造系统「M].北京:机械工业出版社,1998.蒋庆全.FMS的现状及发展趋势「J].机电一体化,1999. 5(1): 17-19.罗登山,姚光明,刘朝贤.中式卷烟加工工艺技术探讨[J]烟草科技2005, (3):4-8.李克明.论中式卷烟开发、品牌扩一张和维护{T],烟草科技,2005, (4) : 10--12.苏勇等.主成分分析和聚类分析在配方模块中的应用[J].烟草科技,2005,  (6) :3--5.郑睿制造业的车问调度问题优化算法比较研究「J].物流科技,No. 6, 2008.邢文训,谢金星.现代优化计算方法「M].北京:清华大学出版社,1999:250-267.薛劲松,卷烟企业C工MS工程的主要特点与构成[J].烟草科技,2001(5): 11-13.[9制造执行系统MES管理系统.邵惠鹤.流程工业自动化发展趋向与先进控制技术「J].自动化博览,2002 (2) : 27-32.张新梅,龚光容等.全能制造系统及其任务调度「J].高技术通讯,2000 (2):103-106.陈志祥.现代生产与运作管理「M].广东:中山大学出版社,2002.熊锐,吴澄.车间生产调度问题的技术现状与发展趋势[J].清华大学学报(自然科学版),1998,  38 (10):55-60.王家海.网络联盟企业制造单元作业计划与调度策略的研究「D].同济大学,2001.王凌.车间调度及其遗传算法「M].北京:清华大学出版社,2003.张宏国.基于CPM的非流水作业排序启发式算法「J].哈尔滨理工大学学报,2001,6 (4):47-51.康凤举.现代仿真技术与应用〔M].北京:国防工业出版社,2001,  9.胡斌,黎志成.生产作业计划调整的优先调度算法研究「J].系统工程,2002,18 (1):38-41. Z Michalewicz, D B Fogel.如何求解问题一现代启发式算法〔M].曹宏庆,等译.北京:中国水利水电出版社,2003.文汉云.面向对象方法在化工过程控制系统设计中的应用研究「J].化工自动化及仪表,2000, 27 (5) : 33-35.孙晋文,李明树,鄂卓茂.基于Agent的智能交通体系及仿真[J].计算机仿真,Vol.19 No. 3, May 2002. 摘要 4-5 ABSTRACT 5 第1章 引言 10-15     1.1 研究背景 10-11     1.2 问题的提出 11-15         1.2.1 烟草行业制丝生产的特点 11-12         1.2.2 现行的生产计划编制过程中面临的问题 12-14         1.2.3 生产计划仿真 14-15 第2章 背景知识及相关工作 15-25     2.1 MES系统简介 15-16     2.2 MES在烟草中的作用 16-20         2.2.1 卷烟生产企业MES系统层次 17-18         2.2.2 卷烟生产企业MES系统覆盖范围 18-19         2.2.3 卷烟生产企业MES系统主要解决的问题 19-20     2.3 烟草行业制丝生产线特点 20-23         2.3.1 制丝工艺流程 20-21         2.3.2 制丝生产工艺规划 21-23     2.4 本文的主要工作及内容 23-24     2.5 小结 24-25 第3章 基于仿真的制丝线优化排产系统 25-47     3.1 制丝线MES系统的体系结构 25-26     3.2 基于仿真的优化排产研究 26-36         3.2.1 制丝线仿真模型设计 26-30         3.2.2 卷烟制丝生产线各Agent模型描述 30-35         3.2.3 计划仿真模块体系结构 35-36     3.3 制丝线计划流程 36-40     3.4 计划仿真模块的设计 40-46         3.4.1 仿真模块用例图 41-43         3.4.2 仿真数据库模型 43-45         3.4.3 仿真规则关键过程 45-46     3.5 小结 46-47 第4章 基于仿真的制丝线优化排产系统实现及运行实例 47-60     4.1 仿真优化排产系统实现技术 47-55         4.1.1 计划仿真执行调度器 48-50         4.1.2 计划仿真脚本执行引擎 50-53         4.1.3 计划仿真Agent 53-55     4.2 运行实例 55-57     4.3 仿真案例及效果分析 57-59     4.4 小结 59-60 第5章 结论 60-61 第6章 工作展望 61-62 参考文献 62-64