基于PSO_GA混合算法的离散制造业排产方法研究与实现

发布时间：2017-07-03 20:08

  本文关键词：基于PSO_GA混合算法的离散制造业排产方法研究与实现

  更多相关文章： 离散制造业 排产 遗传算法 粒子群优化 PSO_GA 混合算法

【摘要】：随着市场经济之间的竞争不断加剧,企业的生产正向着小批量、多品种的方向发展。离散制造业的生产特点使加工过程变的更加复杂且不容易控制,并且也很难确保生产计划和作业计划均衡生产。制造执行系统(MES)是用于沟通上层计划管理和底层自动化控制之间信息的重要手段,怎样进行更有效的生产管理和排产是企业确保均衡生产的关键环节。排产问题是离散制造业生产管理的核心内容之一,对优化资源利用率、节省生产成本和提高工作效率等都有很重要的作用。因此,研究离散制造业的排产问题,不仅具有较大的理论意义,还具有相当大的实用价值。具体包括的主要内容如下:首先,结合离散制造业的生产特点,针对基本遗传算法(GA)前期搜索能力高,后期搜索能力差和全局寻优能力强等特点,而粒子群优化算法(PSO)具有前期搜索能力差,后期搜索能力强和容易陷入局部最优等特点。本文为了得到较好的排产结果,使两种算法优劣互补,提出一种PSO_GA混合算法来解决离散制造业的排产问题。通过实验对比,验证了该算法有比较好的搜寻性能。其次,针对离散制造业在生产加工时存在动态性的特点,运用具有自主性和协作性特点的多模块技术,构建了混合型多模块生产计划模型,研究了各模块的功能、结构模型及各模块的交互行为。在此基础上,介绍了排产系统中在设备故障和紧急订单插入动态事件扰动下,多模块之间的协作过程。最后,针对离散制造业排产系统的生产计划现状与需求,结合车间实际需求及多模块生产计划模型的特点,对系统的体系结构、功能模块、数据库的设计和开发环境等几个方面进行了讨论,在此基础上,开发并实现了离散制造业排产系统的生产计划模块。
【关键词】：离散制造业 排产 遗传算法 粒子群优化 PSO_GA 混合算法
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F406;F273;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 引言9-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 离散制造业排产问题12-16
• 1.1.1 离散制造业的定义12
• 1.1.2 离散制造业排产问题的特点12-13
• 1.1.3 离散制造业排产问题方法研究13-16
• 1.2 相关技术研究现状16-18
• 1.3 本文研究的主要内容18-21
• 第二章 PSO_GA混合算法21-31
• 2.1 粒子群优化算法21-23
• 2.1.1 粒子群优化算法原理21-22
• 2.1.2 粒子群优化算法分析22-23
• 2.2 遗传算法23-25
• 2.2.1 遗传算法的基本原理23-25
• 2.2.2 遗传算法分析25
• 2.3 PSO_GA混合算法25-27
• 2.3.1 自适应参数策略25-26
• 2.3.2 交叉和变异策略26
• 2.3.3 选择策略26-27
• 2.3.4 PSO_GA混合算法27
• 2.4 仿真结果及分析27-29
• 2.4.1 参数设置28
• 2.4.2 实验结果及分析28-29
• 2.5 本章小节29-31
• 第三章 基于PSO_GA混合算法的离散制造业排产问题研究31-40
• 3.1 离散制造业排产问题描述31
• 3.2 个体编码31-32
• 3.3 适应度函数设计32-34
• 3.4 排产问题的混合算法求解流程34-35
• 3.5 仿真结果及分析35-38
• 3.5.1 参数设置36
• 3.5.2 实验结果及分析36-38
• 3.6 本章小节38-40
• 第四章 离散制造业排产系统生产计划模块设计40-56
• 4.1 生产计划模块设计原则40-41
• 4.2 面向对象的生产计划模块建模41-46
• 4.2.1 生产计划模块静态模型42-43
• 4.2.2 生产计划模块动态模型43-46
• 4.3 生产计划模块框架及模块设计46-47
• 4.4 异常调度策略47-48
• 4.5 生产计划模块数据结构设计48-53
• 4.5.1 用户构造模块48-49
• 4.5.2 资源构造模块49-50
• 4.5.3 生产任务模块50-52
• 4.5.4 数据库设计52-53
• 4.6 本章小节53-56
• 第五章 离散制造业排产系统生产计划模块实现56-70
• 5.1 软件开发工具与运行环境56
• 5.2 软件功能模块简介56-67
• 5.2.1 员工子模块57-58
• 5.2.2 基础信息管理58-64
• 5.2.3 生产优化调度64-67
• 5.3 技术要点67-68
• 5.3.1 时间类型绑定67
• 5.3.2 Java调用MATLAB67-68
• 5.4 本章小节68-70
• 结束语70-73
• 参考文献73-77
• 发表文章77-79
• 致谢79

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