面向配作齐停和级联资源约束的车间作业调度技术

发布时间：2017-09-09 00:05

  本文关键词：面向配作齐停和级联资源约束的车间作业调度技术

  更多相关文章： 遗传算法 启发式算法 批处理 配作约束 齐停约束 多级关联资源 资源组合

【摘要】：车间作业调度是实现资源优化配置的有效手段。以全局寻优能力见长的遗传算法及高效灵活的启发式算法的出现，为面向复杂约束的车间作业调度提供了支持。随着制造企业车间作业调度日益向高效率、复杂化进行深度转变，偏重于简单调度约束处理的研究已经难以支持复杂调度约束处理的需求。因此，本论文结合车间实际运作需求，以解决配作齐停类和多级关联资源类调度约束为目标，，以遗传算法和启发式算法为理论指导，研究面向复杂约束处理的车间作业调度理论方法和实现技术。本文对将遗传算法与启发式算法应用于复杂约束处理展开理论及其实现方法的系统研究，开发了支持复杂约束处理的实用工具，并结合实际项目应用验证了本文的研究成果。 论文的主要研究内容如下： 1、以离散式生产模式为背景，系统地分析了适应车间生产工艺的面向复杂约束的车间作业调度需求，以遗传算法及启发式算法作为实现面向复杂约束车间作业调度系统的核心方法，建立了复杂调度约束处理的技术体系、功能模型和业务流程，描述了基于遗传算法的配作齐停类调度约束处理算法和基于启发式算法的多级关联资源约束处理算法等两项急需解决的关键技术。 2、针对离散作业车间调度（Job Shop Scheduling Problem, JSPP）中的工序作业非独立以及资源非独占式占用的作业排产需求，提出了面向配作及批处理的基于改进遗传算法的配作齐停类调度约束处理技术。通过分析配作、批处理、工艺顺序和设备能力等约束，建立了综合批处理设备的利用率和订单平均延误时间的目标模型。设计了一种综合适应配作和批处理约束的二维染色体编码方式，提出了基于遗传算法的配作齐停类调度约束处理流程。结合配作和批处理约束所要求的工序级协调需求，提出了一种面向配作约束的加工序列染色体调整机制，以及面向动态分批的合批染色体调整机制，解决了多工序间的加工时间齐停控制的问题。 3、针对多级关联资源（Multi-level Relevance Resources Processes, MRRP）调度问题，研究了基于启发式算法解决此种调度约束的技术。通过分析多级关联资源之间匹配关系及资源组合要求，制定面向此种调度约束的启发式规则，提出基于启发式算法的多级关联资源组合机制。然后给出面向资源协调的多级关联资源工序调度时间处理机制。 4、以制造企业需求为背景，自主设计并研发了面向复杂约束车间作业调度系统，结合具体项目应用研究，论证了本文的研究成果。
【关键词】：遗传算法 启发式算法 批处理 配作约束 齐停约束 多级关联资源 资源组合
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB497
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 研究背景11
• 1.2 国内外相关领域研究现状11-19
• 1.2.1 制造执行系统11-15
• 1.2.2 智能优化调度算法15-19
• 1.3 存在问题及发展趋势19-21
• 1.3.1 存在问题19-20
• 1.3.2 发展趋势20-21
• 1.4 课题来源与研究意义21-23
• 1.4.1 课题来源21
• 1.4.2 研究意义21-23
• 1.5 论文研究内容与结构23-25
• 第2章 复杂约束下车间作业调度问题分析25-36
• 2.1 引言25-26
• 2.2 面向复杂约束的车间作业调度内涵26-29
• 2.2.1 配作约束26-27
• 2.2.2 批处理约束27-28
• 2.2.3 多级关联资源约束28-29
• 2.3 车间作业调度问题约束建模29-34
• 2.3.1 数学建模参数定义29-32
• 2.3.2 面向复杂约束车间作业调度约束定义32-34
• 2.4 车间作业调度问题目标建模34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 复杂约束车间作业调度算法框架36-44
• 3.1 引言36
• 3.2 面向复杂约束的车间作业调度算法特点36-38
• 3.3 面向复杂约束的车间作业调度算法业务流程38-40
• 3.4 面向复杂约束的车间作业调度算法关键技术40
• 3.5 复杂约束的柔性处理机制40-43
• 3.5.1 复杂约束冲突处理机制41
• 3.5.2 复杂约束处理功能模块化设计41-42
• 3.5.3 复杂约束处理功能模块柔性组合与排序42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 基于遗传算法的配作齐停类调度约束处理算法44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 基于遗传算法的配作齐停约束处理流程44-47
• 4.3 面向配作约束的加工序列染色体调整机制47-49
• 4.4 面向动态分批的合批染色体调整机制49-51
• 4.5 面向齐停的工序调度时间处理机制51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 基于启发式算法的多级关联资源协调调度算法53-62
• 5.1 引言53
• 5.2 基于启发式算法的多级关联资源协调调度约束处理流程53-55
• 5.3 基于启发式算法的多级关联资源组合机制55-59
• 5.3.1 多级关联资源多对多的匹配关系处理55-56
• 5.3.2 基于启发式规则的多级资源工序资源动态组合56-57
• 5.3.3 根据经验的多级资源工序指定资源处理57-58
• 5.3.4 面向多级关联资源选定的启发式规则58-59
• 5.4 面向资源协调的多级关联资源工序调度时间处理机制59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第6章 系统开发与应用62-76
• 6.1 引言62
• 6.2 系统开发与运行环境62-63
• 6.3 系统结构63-65
• 6.3.1 系统体系结构63-64
• 6.3.2 系统功能模块64-65
• 6.4 系统应用案例65-74
• 6.5 本章小结74-76
• 第7章 结论与展望76-79
• 7.1 全文总结76-77
• 7.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 硕士期间发表的论文83-84
• 致谢84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵巍,王万良;改进遗传算法求解柔性job-shop调度问题[J];东南大学学报(自然科学版);2003年S1期

2 凌亚群;陈伟达;;基于多代理和遗传算法的协同生产调度研究[J];工业工程;2006年02期

3 吴云高,王万良;基于遗传算法的混合Flowshop调度[J];计算机工程与应用;2002年12期

4 常俊林,薛云灿,邵惠鹤;求解混合流水车间调度问题的一种遗传算法[J];计算机工程与应用;2003年35期

5 王凤;林杰;;设备组合加工的生产调度问题研究[J];计算机工程与应用;2009年11期

6 于海斌,朱云龙;可集成的制造执行系统[J];计算机集成制造系统-CIMS;2000年06期

7 王国新;宁汝新;王爱民;;基于仿真的生产调度优化技术研究[J];计算机集成制造系统;2007年07期

8 王福吉;赵国凯;贾振元;卢晓红;王林平;;基于可行域遗传算法的装配作业调度[J];计算机集成制造系统;2010年01期

9 曾益;;一种基于改进遗传算法的车间调度问题研究[J];机械设计与制造;2011年07期

10 汪和平;史磊;;改进遗传算法求解JIT环境下的Flow-shop问题[J];机械工程师;2009年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 宋继伟;轧辊热处理过程中若干调度问题的启发式算法研究[D];东北大学;2010年

本文编号：817116