作业车间双向调度的遗传算法及蚁群算法研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要作业车间调度问题是一类典型的生产任务给定条件下资源分配的组合优化问题,许多实际工程问题均可以与之相转化。双向调度问题属于经典调度问题,但它不仅以生产周期为调度目标,还加入了对关键工件截止期的考虑,即:保证关键工件满足截止期的前提下,尽可能减小调度周期,从而在现实生产中可以有效降低损失,提高利润。这类问题比普通的经典调度问题更加复杂,但它更接近实际工作环境,因此对此问题的研究具有重要的理论经济价值。首先,本论文概括性的介绍了调度问题的一些基本概念、定义、分类与常用的求解算法,总结了本文相关方面的研究现状和成果。然后,本论文将遗传算法与双向调度算法结合,给出了双向调度问题的一种可行的解决方法。并通过仿真实验验证了其可行性。其次,本论文将蚁群算法与双向调度算法结合,用以解决以生产周期和关键工件交货期为优化目标的车间作业调度问题。在传统的蚁群算法的基础上自适应调整挥发系数捎昧诵碌钠舴⑹焦嬖蚨ㄒ迥芗群担,淼母新也有所不同。最后通过仿真实验证实了自适应蚁群算法在解决双向调度问题时要优于现在广泛采用的遗传算法。最后,在总结全文的基础上,对今后的研究提出了建议和展望。关键词:作业车间双向调度生产周期截止期遗传算法蚁群算法
緄齣綾%帅嘶伽醉鏊咝籺襫棚、Ⅳ緐甴,、讹雠,閏甌觚妒鱣血,,瑃鬳,.琩血,琣,、甧甌琤.,瑃—出,瞖】縖簉,—,.·甧,.、琣琁,珹Ⅱ
作支名:垃俨彳中国科学技术大学学位论文相关声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
第一章绪论基本概念与符号作为优化组合领域中的一类重要问题,调度问题在柔性制造系统、现代物流、计算机科学等领域的应用非常广泛。目前,全球性的竞争和经济发展趋势又将制造业产品生产、分销、成本、效率推向一个新的境界,也不断向制造管理者提出新的挑战,制造业为适应企业新的市场变化,正努力寻求新的管理和生产模式。管理自动化是制造业发展的必然趋势,而计算机辅助生产计划与控制系统是管理自动化的核心技术。能否科学合理地确定生产计划与调度系统直接关系到企业的经济效益和产品竞争力,使企业的物流、信息流与价值流尽可能同步,从而有效提高生产设备的利用率,使局部工序最优化,进而达到缩短产品生产周期、减少库存、提高生产效率、提高产品品质的目的,最终降低成本、增加利润和提高顾客满意度。所以,调度系统性能的优劣对许多行业能否高效运作有着极为重要的影响。然而调度问题的求解却很困难,绝大多数调度问题都是难,甚至是强难的。但鉴于上述原因,纵然求解调度问题之路荆棘满路,仍然使无数国内外学者孜孜以求。本章首先介绍了本文将涉及到的调度问题中的基本概念和符号;然后阐述了本文研究的具体问题一双向车间作业调度问题,以及相关的研究现状;最后概述了本文的研究动机和论文结构。调度问题是指如何分配有限资源来完成给定作业或任务,并使目标函数最优的决策过程。目标函数通常是对资源利用率,完工时间,或加工时间长短的描述。作业车间鞫任侍馐且焕嗟湫偷纳挝窀ㄌ跫伦试捶峙的组合优化问题,具有约束较多,计算量大的特点,许多实际工程问题均可以与之相互转化。作业车间问题可以描述为:设有龉ぜ琺台机器,已知每个工件的加工路径和在相应机器上的加工时间,确定各台机器上各个工件的每道工序加工的先后次序,在满足约束条件的前提下,使给定性能指标得到优化。调度问题来源于实际生产,因此形态各异,但总体上讲,该问题具有以下几个特点:多约束性:大量的研究工作者对生产调度问题作了几十年研究,仍不能找到解决一般性问题的算法,就是因为它是~个复杂的组合优化问题,含有大量的约束。工件、机器设备、库存和运输系统之间相互影响、相互制约,每个工件还要考虑它的加工时间和安装时间,因而相当复杂,在计算量上也往往是完全问题,并随着问题规模的扩大,计算量急剧增加。
!⒓尤ㄍ旯な奔浜吐薰琧,等。本文研究的即是在非过载情况含多项,也可为空,如■、厩小删甜分别表示工件有到达时间、工件加工时双向调度问题随机性:实际生产中有很多不确定性因素,如临时插入的紧急生产任务,系统中常有的突发偶然事件缁鞴收等。多目标:评价调度优劣的指标很多,达几十种,如:以工件总的完成时间最短为目标、以不超过工件交货期为目标和以最小生产成本为目标。实际调度往往是多目标的,如既希望在交货期内完成,又要求生产成本最小。为简化叙述,本文使用