航空复合材料制件生产制造工艺复杂而又极具特殊性。单个制件的生产周期长,制件对工装的依赖性强,且不同工艺段之间呈现半连续状态,彼此间协调难度大。目前企业生产调度模式单一且时效性差,生产车间常常发生作业等待和在制品滞留的情况,影响产品的交付期。结合复合材料制件生产过程的多品种、小批量、生产周期跨度长的特点,本文针对复合材料制件生产工艺中热压成型瓶颈工序和铺叠作业关键工序,依据设备、工位和人员等生产要素对整个生产流程中各工段前后衔接的制约性,研究航空复合材料制件生产调度问题。主要研究内容如下:(1)对航空复合材料制件的半连续式的生产作业模式进行了分析,突出了航空复合材料制件的生产调度特点和铺叠、热压两大核心工段。以热压工段为核心,在满足热压罐利用率最大的情况下,采用拉式生产的方式,倒推铺叠作业的人员配比和制件作业工位的选择,并以此为基础提出了一种双层优化调度模式。(2)针对热压成型瓶颈工序,将热压成型工序中的排罐优化转化为支架的二维矩形装箱问题。以支架总数最少为目标构建了数学模型,将剩余空间概念引入二维矩形装箱问题中,提出了剩余空间最大化算法。同时考虑净化间多员工协同作业,以铺叠作业最大完工时间与热压时间总差值最小为目标构建了铺叠作业调度模型,进而确定单个制件与作业人数的函数关系,基于遗传算法框架设计了编码、遗传等求解规则。(3)以J公司航空复合材料制件生产调度问题为例,结合铺叠和热压工序的工艺特点,以热压工段中的排罐优化模型作为上层领导模型,铺叠作业调度模型为下层跟随模型,建立双层优化模型。将上层模型解出的初步装箱方案输入到下层铺叠调度模型中,求出每层支架中所装填制件的铺叠作业人员配比和制件的作业工位选择,随后将下层跟随模型的铺叠作业调度结果反馈给上层模型,上层模型根据反馈两两组合支架形成一罐计划,并修正排罐计划中支架的初步装箱方案,输出最优排罐计划及铺叠作业调度结果作为最终生产调度方案。综上所述,本文针对航空复合材料制件生产调度问题展开了研究,分析了其半连续生产特点,针对热压成型和人工铺叠两类核心工序设计了双层优化调度模型,并开发了相应的求解算法,案例分析表明了方法的可行性及有效性。