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网络化制造车间天车调度研究 　　摘要:本文分析了网络化制造的车间中天车在响应各工作地的任务请求时存在的问题,提出了一种以提高车间设备利用率为目的,天车服务必须围绕任务需求的天车优化服务模型,并给出了硬件需求和软件流程图。 　　关键词:网络化制造 天车 调度 　　中图分类号:文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00 　　 　　制造业正向着网络化智能化、数字化、集成化、柔性化、和敏捷化方向发展。制造企业利用网络技术,开展产品设计、制造、销售、采购和管理等一系列活动的总称为网络化制造。中国目前制造业特别是中小企业,对现有制造资源进行大规模更新的机会很小。中小企业要提高核心企业竞争力,只有充分利用其现有资源和现代信息技术,对现有制造系统进行网络化改造与性能提升,支持和实施网络化制造,实现资源集成与共享。作为制造企业的物化中心,产品最终要通过车间制造出来,车间制造资源的状态最终决定了一个企业实际生产能力。 　　车间制造资源主要包括三部分:硬件资源、软件资源和人力资源。这三类资源是相辅相成的。车间制造资源及制造过程的优化管理,必须提高车间设备的利用效率[1]。随着机床设备的自动化程度提高,生产效率飞速提高,生产车间的物流量越来越大。天车(吊车)成为车间三种资源调度的核心,天车(吊车)的调度优化为题日益突出。 　　美国麻省理工学院总结日本丰田汽车公司制造车间的生产模式而提出精益生产方式LP(1ean production)生产理念[2]。按照精益生产的思想,浪费形式通常有以下7种:①过多制作造成的浪费;②等待造成的浪费;③搬运造成的浪费;④加工造成的浪费;⑤库存造成的浪费;⑥动作中的浪费;⑦生产不良品产生的浪费[3]。中国许多制造企业都存在上述部分甚至全部浪费,使企业在微利或无利状态下挣扎。本文就车间内等待和搬运产生的浪费进行分析,改善作为车间物流核心的天车调度,从而促进车间各项工作有序进行,减小浪费,提高效率,响应国家节能减排的号召。 　　一般情况l台天车横向行走电机、纵向行行走电机和有卷扬电机,3台电机总容量约50 kW,天车主要用于大质量、长距离运输物品的转移、搬运和装卸任务[4]。在生产现??,它更多的应用于短周期转运和不足500 kg的物品,平均负荷率≤10%～15%,而且倒行、逆行及空程移动较多,是重大的浪费。 　　天车响应各工作地的任务请求时,存在如下问题:①高速运行的天车频繁无规律地往返搬运物料是安全隐患。②天车通常按照服务请求的先后顺序进行响应,当相邻请求的工作地相距较远,需要天车长距离空程行走时,导致巨大的电能浪费;③天车对工作地服务请求的响应取决于天车操作者眼睛发现或耳朵听见,造成请求天车服务得不到响应,工作地停工等待,造成时间、设备的浪费,④对所运送物品数量、种类不清楚,装吊注意事项不清楚,进而导致系统生产效率低下;⑤主观决定是否响应请求,当多个工作地同时提出服务请求时,天车操作者往往难以判断应该优先响应哪一请求,导致本该优先响应的服务请求却排在了后面,进而导致生产的不均衡,甚至高价值、高精密的机床等设备闲置,造成很大的浪费,影响最终的装配进程。对天车进行科学调度,消除不科学调度引起的浪费,成为一个提高精益生产模式下的一个重要课题。卢晓红等提出把天车服务问题看成队列问题[5],不太符合车间实际运行状态。 　　天车服务任务是临时实体,天车服务必须围绕任务需求。相对来说,机床等设备的闲置浪费比天车闲置、空程浪费造成的损失大得多,首先需要充分利用车间网络系统,构建起科学的通信体系,防止出现服务请求不到位造成出现服务请求的误报、漏报,造成操作者的等待,同时便于操作人员输入、管理。为了能够满足以上要求,本文认为首先要对车间天车服务的范围进行科学的区域划分并进行标号,明确任务的始发地和目的地,各操作区域服务量大致相当,达到服务区域的均衡。各区域通过合适的网络(可以是专用网络也可以是搭载其他网络信息传输系统)系统连接到车间网络中心,使其成为网络服务的子系统。由网络中心的天车调度程序进行天车服务的调度,将调度指令发送给天车,天车实时将当前调度情况实时的反馈给网络中心。 　　天车接受工作区域或网络调度中心任务时主要需要如下参数(由天车区域根据生产任务需要实时提供,通过网络输送给网络中心。也可由网络中心根据生产任务提前输入): 　　(1)任务请求地点代码与时间worktime 　　(2)目的地代码reach code 　　(3)等待时间(待运物品装载和卸载所需时间)waittime 　　(4)最早响应时间(任务能够执行的最早时间)firsttime 　　(5)最迟响应时间(不影响生产的最迟时间)lasttime 　　(6)任务特征(待运物品的编号(numbe)重量(w