随着新科技和新技术的发展，全球的工业体系发生重大变革，世界各国纷纷出台以智能制造为核心的国家战略[1-2]，我国提出了“中国制造2025”[3-4]。在此背景下，制造业正迅速朝着智能化、信息化的方向发展。生产排程是现代制造业高效运行的关键环节之一[5]，引起了国内外学者和各行各业的广泛重视。目前已有学者针对采矿业[6]、高端装备[7]、钢铁[8]、纺织业[9]、卷烟[10]等各个行业的生产排程问题展开了研究。然而，生产排程分析研究大多基于算法，在现有的本科生实践教学中很难实现。Plant Simulation是一款面向对象的离散事件仿真软件[11]，可以对各种规模的生产系统和物流系统进行建模、仿真，并根据不同大小的生产订单与混合产品的生产进行生产调度分析。Plant Simulation软件中有自动瓶颈分析、Sankey图、甘特图等分析工具及GAWizard和GASequence遗传算法优化工具等。本文基于Plant Simulation软件，针对同序作业调度问题设计仿真实验，建立产线仿真模型，利用遗传算法进行生产排程优化，得出最优调度方案，并对产线的性能进行分析。

　　1 实验要求

　　2 实验内容设计

　　3 结语

　　生产排程是智能制造的关键环节，是智能制造人才培养必不可少的一部分。本文结合教学要求，设计了基于遗传算法的生产排程优化仿真实验。在实验中，学生可自主设计生产加工任务和工艺路线，建立产线仿真模型，设置生产排程优化目标，利用遗传算法对生产任务进行生产排程分析，进而可对产线的性能进行分析。通过实验，学生能够充分理解和掌握生产排程和产线性能的分析方法，掌握智能制造专业技能，助力智能制造人才培养。

　　参考文献

　　[1] 陈国金,姜周曙,苏少辉,等.智能制造技术人才培养的实验教学体系研究[J].实验室研究与探索,2016,35(11):189-192,195.

　　[2] 李晶,杨立娟,陈雪峰,等.实结合的智能制造实践教学模式构建研究[J].高等工程教育研究,2020(6):86-92.

　　[3] 李良军,金鑫,朱正伟,等.融合创新范式下“中国制造2025”人才模型和课程规划[J].高等工程教育研究,2018(4):18-24.

　　[4] 上官林建,运红丽.智能制造及虚拟仿真工程训练项目设计与实践[J].实验技术与管理,2019,36(8):211-214.

　　[5] 周秋艳,肖满生,张龙信,等.多约束条件下生产排程智能优化技术[J].计算机科学,2021,48(3): 239-245.

　　[6] Paithankar A, Chatterjee S. Open pit mine production schedule optimization using a hybrid of maximum-flow and genetic algorithms[J]. Applied Soft Computing, 2019, 81.

　　[7] 刘丹.基于遗传算法的定制化高端地下装备关键生产瓶颈工序排程优化[J].制造业自动化,2020,42(5):151-156.

　　[8] 赵维娜,孙晓晨,王小琼.APS自动排产优化算法在钢铁行业中的实践[J].工业控制计算机,2021,34(1):96-97,100.

　　[9] 孟朔,潘如如,高卫东,等.采用主目标进化遗传算法的织造排程研究[J].纺织学报,2019,40(8):169-174.

　　[10] 魏佳,刘艳超,刘西尧.基于APS的卷烟生产排程集成优化方法研究[J].微型电脑应用, 2020,36(10):126-128.

　　[11] 李广振,徐志刚,任朝晖,等.规划阶段的自动化装配线仿真与优化[J].组合机床与自动化加工技术,2021(2):157-160.

　　[12] 周金平.生产系统仿真-Plant Simulation应用教程[M].北京:电子工业出版社,2011.

　　[13] 张国辉,胡一凡,孙靖贺.改进遗传算法求解多时间约束的柔性作业车间调度问题[J].工业工程,2020,23(2):19-25,48.

　　[14] 潘怡颖,徐嘉杰,刘大河.基于遗传算法的汽车零配件生产排程问题[J].海峡科技与产业,2019(3):116-117,122.

杨立娟 郭艳婕 李晶 周光辉 李明　西安交通大学机械工程学院