毕业设计论文-基于遗传算法的车间调度优化及其仿真.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
基于遗传算法的车间调度优化及其仿真
姓名:何燕
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:常建娥
20060501
摘要,非确定性多项式交叉算子迸行了改进,并将改进的遗传算法应用于车间调度问题。车间资源的有限性制约着能否有效利用车问现有资源完成任务,以最快的速度响应市场需求,促使制造型企业能否赢得市场竞争。调度的任务是根据生产目标和约束,为每个加工对象确定具体的加工路线、时间、机器和操作等。优良的调度策略对于提高生产系统的最优性、提高经济效益都有着极大的作用。但是由于资源约束和工艺约束的并存,迄今计算复杂性理论表明,多数调度问题属于—问题,目标解的搜索涉及解空间的组合爆炸M保导食导渲械母髦侄态事件难以预计,以致车间调度问题异常复杂,迄今为止还没有一种通用有效的调度策略。本文首先介绍国内外车间调度研究的方法和发展现状,阐述遗传算法的基本概念、原理和方法。其次对所研究的流水车间调度和作业车间调度进行了详细的数学分析,并对数学描述进行了简化,为下一步算法设计建立数学模型。为了克服遗传算法容易出现提早收敛的缺陷,在基本遗传算法基础上对选择和针对遗传算法常用騐嘈丛创耄绦蛴钩し彼觯什桓撸运行缓慢的特点,本文采用强大的数值计算能力和众多的库函数编写算法;然后封装和链接程序,使编写的算法能够完全脱离的编程环境;利用己玫娜嘶换スδ埽肰嘈此惴ǖ氖淙胧出接口界面。针对流水调度和作业调度给出了算法实例,并且绘制出了流水和作业调度的甘特图。最后根据甘特图采用缘鞫冉峁抡妫擅刻机器利用率,以验证其有效性。仿真实例证明,该程序算法结果较好,理论调度方案的总加工时间和抡媸奔湟恢拢艹浞掷蒙璞缸试醋橹关键词:生产调度,流水车间,作业车间,遗传算法,甘特图
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第滦髀课题研究目的及意义本制造出顾客满意的产品,即是完全面向顾客的。在这种模式下如何进行组织管理,包括如何组织动态联盟、如何重构车间和单元、如何安排生产计划、如何进行调度都是我们面临的主要问题渲谐导涞鞫扔肟刂萍际跏鞘迪稚非切削过程中。虼耍行У牡鞫确椒ㄓ胗呕际醯难芯亢陀τ茫鞘迪植高质、低耗,进而是企业赢得市场竞争的有力武器。约束条件缃换跗凇⒐ひ章废摺⒆试辞榭的前提下,通过下达生产指令,造界的市场竞争性在不断提高,合理的生产调度能提高资源的利用率和操作管的加工顺序,将有利于充分利用人力资源和设备资源,缩短生产周期,减少在为了适应激烈的市场竞争,多元化、多品种、小批量、高柔性生产方式正逐渐成为主流,生产的复杂性也越来越高,因此对企业的管理和对生产过程的监控都提出了更高的要求。为了保证生产的高效稳定运行,以获得最大的经济效益,原来简单的、局部的、常规的计划和仅凭经验的管理己经不能满足现代生产的要求了。企业管理者面临的问题是:如何根据市场上原料供应和产品需求的变化进行经营决策和组织生产;如何在生产计划改变的情况下对生产过程进行控制,以便最大限度地发挥生产的柔性;如何在生产工艺不作大的改变的前提下进行管理、决策,使企业产生最大的综合经济效益。对于中小型企业来说敏捷制造是世纪企业的先进制造模式,它综合了,准时生产⒉⑿泄こ獭⒕嫔榷嘀窒冉圃炷J降恼芾恚淠康氖且R宰畹统效率、高柔性和高可靠性的关键,有关资料表明,制造过程中%的时间消耗在车间调度主要是针对一项可分解的工作绮分圃,探讨在尽可能满足安排其组成部分僮使用哪些资源、其加工时间及加工的先后顺序,以获得产品制造时间或成本的最优化。在理论研究中,车间调度问题常被称为排序问题或资源分配问题或组合优化问题。在过去的几十年里,基于实际的及理论上的考虑,不断地激励着人们寻找新的调度算法,其中一个重要原因是产品制理水平,生产出具有竞争力的产品。在生产过程的时间组织中,合理安排工件武汉理工大学硕士学位论文
车间调度问题的描述、分类及特点得的理论研究成果,设计一个运行高效、使用简单的车间调度系统,帮助企业从数学规划的角度看,车间调度可表达为在等式或不等式约束下,对一个制品占用量,实现均衡生产,按期完成生产任务。因此不能孤立考虑使某一种产品或工件的工时消耗降低和使生产周期缩短,而应当根据整体最优的原则,应用系统分析和科学管理方法,使各种工件、各批工件的工时消耗降低,生产周期缩短,这也是现代企业面临的重要问题。而这些问题可以通过制定合理、高效的生产加工计划得以解决。在各种车间调度问题中,饕党导涞鞫任侍是最具代表性的类型。尤其随着,准时生产枷氲墓惴翰捎茫G蠊ぜ×堪唇换跗谕瓿桑床还缟钥存方式浪费资金,也不拖期生产,以延期罚金作为惩罚。实际应用中的调度方法能够响应系统的动态变化,但不能保证得到好的调度:一些理论上的最优化方法能提供最优调度,但由于其计算的复杂性,