中國制造2025出版工程：復(fù)雜制造系統(tǒng)的可重構(gòu)計(jì)劃與調(diào)度

第1 篇 可重構(gòu)體系篇
第1 章　復(fù)雜制造系統(tǒng)概述　/ 2
　1.1　制造系統(tǒng)的復(fù)雜性　/ 2
　　　1.1.1　制造系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)　/ 2
　　　1.1.2　工業(yè)制造系統(tǒng)的復(fù)雜性　/ 5
　1.2　多重入復(fù)雜制造系統(tǒng)運(yùn)作概述　/ 6
　　　1.2.1　多重入復(fù)雜制造系統(tǒng)概念及特征　/ 6
　　　1.2.2　典型多重入復(fù)雜制造系統(tǒng)——半導(dǎo)體制造　/ 6
　　　1.2.3　制造信息系統(tǒng)　/ 8
　1.3　復(fù)雜制造系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度　/ 10
　　　1.3.1　生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度概念　/ 10
　　　1.3.2　中期生產(chǎn)計(jì)劃問題與方法　/ 11
　　　1.3.3　短期生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)調(diào)度問題與方法　/ 12
　　　1.3.4　動(dòng)態(tài)調(diào)度問題與方法　/ 13
　1.4　復(fù)雜制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)　/ 15
　　　1.4.1　新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的制造系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)　/ 15
　　　1.4.2　新型制造模式下計(jì)劃調(diào)度的可重構(gòu)意義　/ 16
　參考文獻(xiàn)　/ 17

第2 章　可重構(gòu)的復(fù)雜制造系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度體系　/ 19 　
　2.1　體系結(jié)構(gòu)的一般概念　/ 19
　　　2.1.1　體系結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)框架　/ 19
　　　2.1.2　常用體系結(jié)構(gòu)框架　/ 20
　　　2.1.3　體系結(jié)構(gòu)框架的概念模型　/ 24
　2.2　面向生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的體系結(jié)構(gòu)框架　/ 25
　　　2.2.1　制造系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的研究路線　/ 25
　　　2.2.2　面向生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的體系結(jié)構(gòu)框架的元素及關(guān)系　/ 26
　　　2.2.3　面向生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的體系結(jié)構(gòu)框架的視角及模型　/ 31
　　　2.2.4　面向生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的體系結(jié)構(gòu)框架的特點(diǎn)分析　/ 36
　2.3　復(fù)雜制造系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建　/ 37
　　　2.3.1　業(yè)務(wù)系統(tǒng)視角模型建立　/ 38
　　　2.3.2　業(yè)務(wù)過程視角模型建立　/ 42
　　　2.3.3　協(xié)同視角模型建立　/ 45
　　　2.3.4　體系結(jié)構(gòu)模型之間的集成和重構(gòu)關(guān)系　/ 49
　2.4　可重構(gòu)的復(fù)雜制造系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度集成體系　/ 53
　　　2.4.1　體系結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)功能關(guān)系　/ 53
　　　2.4.2　體系結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)過程邏輯　/ 55
　　　2.4.3　體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分析　/ 57
　參考文獻(xiàn)　/ 59

第3 章　面向復(fù)雜制造系統(tǒng)的計(jì)劃與調(diào)度重構(gòu)　/ 61 　
　3.1　面向復(fù)雜制造系統(tǒng)的計(jì)劃與調(diào)度體系重構(gòu)概述　/ 61
　　　3.1.1　可重構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成　/ 61
　　　3.1.2　可重構(gòu)的類別　/ 62
　　　3.1.3　可重構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)用層次　/ 63
　3.2　可重構(gòu)的內(nèi)容與層次　/ 66
　　　3.2.1　系統(tǒng)級(jí)重構(gòu)　/ 66
　　　3.2.2　組件級(jí)重構(gòu)　/ 68
　　　3.2.3　算法級(jí)重構(gòu)　/ 69
　3.3　可重構(gòu)系統(tǒng)的建立過程　/ 70
　3.4　復(fù)用層次的語義基礎(chǔ)　/ 72
　　　3.4.1　范疇論基礎(chǔ)概念　/ 73
　　　3.4.2　復(fù)用層次的語義基礎(chǔ)　/ 74
　參考文獻(xiàn)　/ 80

第2 篇 可重構(gòu)單元篇
第4 章　復(fù)雜制造系統(tǒng)的中期生產(chǎn)計(jì)劃　/ 84
　4.1　中期生產(chǎn)計(jì)劃概述　/ 84
　　　4.1.1　投料計(jì)劃概述　/ 84
　　　4.1.2　維護(hù)計(jì)劃概述　/ 87
　4.2　投料計(jì)劃方法研究　/ 89
　　　4.2.1　負(fù)荷均衡投料計(jì)劃算法　/ 90
　　　4.2.2　動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡投料計(jì)劃算法　/ 93
　　　4.2.3　基于產(chǎn)能約束的混合智能投料算法　/ 97
　4.3　維護(hù)計(jì)劃方法研究　/ 99
　　　4.3.1　設(shè)備維護(hù)策略　/ 99
　　　4.3.2　智能優(yōu)化維護(hù)方法研究　/ 101
　4.4　協(xié)同計(jì)劃方法研究　/ 103
　　　4.4.1　投料計(jì)劃與維護(hù)計(jì)劃的協(xié)同　/ 103
　　　4.4.2　維護(hù)計(jì)劃與生產(chǎn)調(diào)度的協(xié)同　/ 104
　4.5　中期計(jì)劃的可重構(gòu)集成　/ 107
　　　4.5.1　中期計(jì)劃體系結(jié)構(gòu)模型　/ 107
　　　4.5.2　中期計(jì)劃集成控制　/ 112
　　　4.5.3　中期計(jì)劃通用組件及接口　/ 115
　4.6　案例： 考慮了生產(chǎn)調(diào)度的維護(hù)計(jì)劃　/ 116
　　　4.6.1　案例描述　/ 116
　　　4.6.2　仿真模型　/ 117
　　　4.6.3　仿真結(jié)果　/ 117
　參考文獻(xiàn)　/ 119

第5 章　復(fù)雜制造系統(tǒng)的短期計(jì)劃與調(diào)度　/ 121 　
　5.1　短期生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度概述　/ 121
　　　5.1.1　短期生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度概念　/ 121
　　　5.1.2　短期生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度方法　/ 122
　5.2　基于約束理論的DBR 短期生產(chǎn)計(jì)劃方法　/ 125
　　　5.2.1　面向多重入制造系統(tǒng)實(shí)施的DBR 分析　/ 125
　　　5.2.2　基于DBR 的分層調(diào)度算法　/ 129
　5.3　基于SBO 的多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化方法　/ 130
　　　5.3.1　面向復(fù)雜制造調(diào)度的SBO 方法設(shè)計(jì)　/ 131
　　　5.3.2　基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的優(yōu)化目標(biāo)選取　/ 134
　　　5.3.3　基于NSGA- II 算法的SBO 多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化方法　/ 136
　　　5.3.4　基于層次分析法的最優(yōu)解選取　/ 140
　5.4　瓶頸區(qū)并行設(shè)備調(diào)度方法　/ 142
　　　5.4.1　瓶頸區(qū)調(diào)度優(yōu)化方法簡介　/ 142
　　　5.4.2　瓶頸區(qū)調(diào)度優(yōu)化方法設(shè)計(jì)　/ 142
　　　5.4.3　調(diào)度期內(nèi)瓶頸區(qū)工序集預(yù)測方法　/ 144
　　　5.4.4　瓶頸區(qū)調(diào)度任務(wù)的優(yōu)化　/ 146
　5.5　短期計(jì)劃與調(diào)度的可重構(gòu)集成　/ 150
　　　5.5.1　短期計(jì)劃與調(diào)度體系結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)視角模型　/ 150
　　　5.5.2　短期計(jì)劃與調(diào)度體系結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)過程視角模型　/ 155
　5.6　案例： SBO 多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化方法　/ 161
　　　5.6.1　基于BenchMark6 模型的SBO 仿真優(yōu)化　/ 161
　　　5.6.2　最優(yōu)解選取　/ 164
　參考文獻(xiàn)　/ 166

第6 章　復(fù)雜制造系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度　/ 170 　
　6.1　實(shí)時(shí)調(diào)度概述　/ 171
　　　6.1.1　基于規(guī)則的實(shí)時(shí)調(diào)度方法　/ 171
　　　6.1.2　基于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)調(diào)度方法　/ 173
　6.2　基于數(shù)據(jù)的組合規(guī)則調(diào)度策略　/ 175
　　　6.2.1　調(diào)度規(guī)則庫的設(shè)計(jì)與選取　/ 176
　　　6.2.2　性能指標(biāo)集的設(shè)計(jì)與選取　/ 178
　　　6.2.3　基于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)調(diào)度　/ 180
　6.3　基于數(shù)據(jù)的瓶頸設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)度　/ 184
　　　6.3.1　基于數(shù)據(jù)的瓶頸識(shí)別　/ 185
　　　6.3.2　基于數(shù)據(jù)的瓶頸調(diào)度算法　/ 189
　6.4　實(shí)時(shí)調(diào)度的可重構(gòu)集成　/ 192
　　　6.4.1　實(shí)時(shí)調(diào)度的業(yè)務(wù)系統(tǒng)視角模型　/ 193
　　　6.4.2　實(shí)時(shí)調(diào)度的業(yè)務(wù)過程視角模型　/ 195
　6.5　案例： 基于數(shù)據(jù)的瓶頸設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)度　/ 198
　參考文獻(xiàn)　/ 202

第7 章　復(fù)雜制造系統(tǒng)的重調(diào)度　/ 204 　
　7.1　重調(diào)度概述　/ 204
　　　7.1.1　重調(diào)度策略的研究現(xiàn)狀與發(fā)展　/ 205
　　　7.1.2　重調(diào)度方法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展　/ 206
　　　7.1.3　重調(diào)度評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展　/ 206
　7.2　基于模糊Petri 網(wǎng)推理的重調(diào)度策略　/ 207
　　　7.2.1　面向重調(diào)度決策的模糊Petri 網(wǎng)模型　/ 208
　　　7.2.2　基于模糊推理的重調(diào)度決策　/ 212
　7.3　匹配重調(diào)度方法　/ 217
　　　7.3.1　匹配時(shí)段與匹配區(qū)域　/ 217
　　　7.3.2　單臺(tái)設(shè)備匹配重調(diào)度方法　/ 220
　　　7.3.3　設(shè)備組匹配重調(diào)度方法　/ 224
　　　7.3.4　兩種匹配重調(diào)度方法的比較分析　/ 225
　7.4　重調(diào)度評(píng)價(jià)　/ 227
　　　7.4.1　穩(wěn)定性評(píng)價(jià)　/ 227
　　　7.4.2　有效性評(píng)價(jià)　/ 228
　7.5　重調(diào)度的可重構(gòu)集成　/ 228
　　　7.5.1　重調(diào)度的業(yè)務(wù)系統(tǒng)視角模型　/ 228
　　　7.5.2　重調(diào)度的業(yè)務(wù)過程視角模型　/ 229
　7.6　案例： 在線重調(diào)度　/ 233
　參考文獻(xiàn)　/ 236

第3 篇 可重構(gòu)實(shí)施篇
第8 章　可重構(gòu)體系原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)　/ 240
　8.1　原型系統(tǒng)簡介　/ 240
　8.2　原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)　/ 241
　　　8.2.1　原型系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)　/ 241
　　　8.2.2　數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)　/ 242
　　　8.2.3　軟件層設(shè)計(jì)　/ 243
　　　8.2.4　仿真層設(shè)計(jì)　/ 246
　8.3　數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)　/ 247
　8.4　軟件層實(shí)現(xiàn)　/ 248
　　　8.4.1　數(shù)據(jù)接口定義實(shí)現(xiàn)　/ 248
　　　8.4.2　基礎(chǔ)模型實(shí)現(xiàn)　/ 250
　　　8.4.3　體系結(jié)構(gòu)組件實(shí)現(xiàn)　/ 251
　　　8.4.4　仿真模型接口實(shí)現(xiàn)　/ 262
　　　8.4.5　用戶界面實(shí)現(xiàn)　/ 262
　8.5　仿真層實(shí)現(xiàn)　/ 263
　　　8.5.1　模型庫實(shí)現(xiàn)　/ 264
　　　8.5.2　算法庫實(shí)現(xiàn)　/ 266
　8.6　MRPSS 使用流程　/ 267
　參考文獻(xiàn)　/ 268

第9 章　基于原型系統(tǒng)的可重構(gòu)實(shí)施　/ 269 　
　9.1　原型系統(tǒng)基本使用界面　/ 269
　9.2　基于原型系統(tǒng)的可重構(gòu)驗(yàn)證研究　/ 272
　　　9.2.1　概述　/ 272
　　　9.2.2　瓶頸區(qū)需求模型　/ 273
　　　9.2.3　HP24Fab 模型簡介　/ 274
　　　9.2.4　重構(gòu)驗(yàn)證過程及分析　/ 275
　9.3　基于原型系統(tǒng)的可重構(gòu)優(yōu)化研究　/ 280
　　　9.3.1　概述　/ 280
　　　9.3.2　生產(chǎn)線數(shù)據(jù)分析過程　/ 282
　　　9.3.3　生產(chǎn)線數(shù)據(jù)表示與評(píng)估尺度　/ 284
　　　9.3.4　生產(chǎn)線數(shù)據(jù)分析模型　/ 290
　　　9.3.5　Minifab 模型　/ 298
　　　9.3.6　Minifab 數(shù)據(jù)分析的重構(gòu)過程案例　/ 300
　參考文獻(xiàn)　/ 306

附錄　專業(yè)詞語匯總表　/ 307 　

索引　/ 312