具有恶化效应和切换时间的生产调度问题研究

发布时间：2017-05-26 12:23

  本文关键词：具有恶化效应和切换时间的生产调度问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：制造业一直以来都是国家的命脉,占据国民经济很大的份额。伴随着市场环境不断的变化,如何制定有效的调度方案,以降低产品成本,提高产品质量和整个生产系统的生产效率,将是企业在激烈的竞争中获得优势的法宝。因此,车间调度问题受到广大学者的研究。这一问题具有建模复杂性、计算复杂性、多约束、多目标等特点,是典型的NP-难组合优化问题的范畴。车间调度问题根据其生产系统的复杂度可以分为单机调度和多机调度,它们源于不同的生产制造车间,同时可以作为实际生产线的抽象模型,很适合于多品种小批量生产背景的制造企业。而在实际的生产加工过程中,工件的加工时间常伴随着工件的开始加工时间的延长而延长,这类现象称为恶化效应。本文通过假设恶化效应是时间的线性函数,研究了具有恶化效应和投放时间约束的单机成组调度问题和具有恶化效应和切换时间的两台机流水车间调度问题。文中首先对研究背景、意义以及目前研究现状进行了详细的介绍,同时提出了本文的研究对象,定义了车间调度问题,并详细地介绍了调度问题中常见的约束以及求解此类调度问题的方法。针对具有恶化效应和投放时间约束的单机成组调度问题,文中通过分析此调度问题的特性,给出了两个定理,同时对定理给予了证明。基于以上两个定理,文中提出了该问题可由多项式算法求解,并给出了具体多项式算法。最后给出了实例,验证了所提出的算法的有效性。针对具有恶化效应和切换时间的两台机流水车间调度问题,文中通过分析此调度问题的特性,建立了混合整数规划数学模型,针对MIP不能解决大规模问题的缺点,文中提出了启发式变邻域搜索算法求解。变邻域搜索算法的核心在于获取初始解和邻域结构集,因此,文中设计了贪婪算法用于获取初始解,同时设计了四种邻域结构操作,用于改变邻域结构。为了更好的评价变邻域搜索算法的优劣,文中给出了两个求解下界的计算方法。最后给出随机数据实验分析了本文提出方法的有效性。
【关键词】：车间调度 恶化效应 变邻域搜索算法 MIP 算法复杂性
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB497
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 研究意义13-14
• 1.3 车间调度问题研究现状14-17
• 1.3.1 单机调度问题研究现状14-15
• 1.3.2 双机调度问题研究现状15-17
• 1.4 本文研究对象、内容以及结构17-19
• 1.4.1 研究对象17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.4.3 本文组织结构18-19
• 第二章 调度问题相关理论与研究方法19-25
• 2.1 生产调度问题19
• 2.2 生产调度问题中常用的符号定义19-22
• 2.2.1 加工环境α中的规定19-20
• 2.2.2 加工特征和约束20-21
• 2.2.3 调度问题中常考虑的目标函数21-22
• 2.3 生产调度问题的分类和研究方法22-23
• 2.3.1 调度问题的分类22
• 2.3.2 调度问题的研究方法22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 具有恶化效应和投放时间约束的单机组调度问题分析25-32
• 3.1 问题的描述25
• 3.2 最优化调度满足的条件25-29
• 3.3 多项式求解算法29
• 3.4 实例分析29-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 具有恶化效应和切换时间约束的两台机器流水车间调度问题分析32-45
• 4.1 问题的描述32-33
• 4.2 混合整数规划模型建立33-35
• 4.3 下界的提出35-38
• 4.4 改进的变邻域搜索算法的设计38-44
• 4.4.1 变邻域搜索策略38-39
• 4.4.2 VNS算法的基本框架39-40
• 4.4.3 初始解的获取40-41
• 4.4.4 邻域结构集的设计41-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 实验分析45-51
• 5.1 实验的目的45
• 5.2 实验环境及参数设定45-46
• 5.3 实验结果对比与分析46-50
• 5.3.1 实验一46-48
• 5.3.2 实验二48-49
• 5.3.3 实验三49-50
• 5.4 本章小结50-51
• 全文总结与展望51-53
• 全文结论51
• 展望51-53
• 参考文献53-56
• 攻读学位期间发表的论文56-58
• 致谢58-59
• 附录59-60

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本文编号：396840