基于Agent和元胞自动机的多品种多工艺制造企业车间作业调度研究

发布时间：2020-07-18 15:28

【摘要】：多品种多工艺制造企业车间调度问题是典型的NP难题,解决复杂问题的建模工具元胞自动机和多主体系统有其各自的优缺点,且具有互补性,因此采用将两者结合的建模方法进行车间调度问题建模、仿真、分析和优化,具有良好的研究意义和可行性。 随着市场的竞争越来越激烈,企业的产品生产过程要不断根据客户的要求调整,进行个性化定制,调度环节变得尤为重要。多品种多工艺生产系统是一种介于单品种大批量和多品种小批量之间的生产方式,是一种完全离散的复杂系统。多品种多工艺制造企业的车间调度问题作为多品种多工艺生产系统的一部分,和普通的车间调度问题一样复杂甚至更为复杂,但是已有的方法已经不能求得一个满意解。 本文根据元胞自动机和多主体系统的特点,提出将两者结合应用到多品种多工艺制造企业的车间调度问题上,主要工作和成果如下: 1.对多品种多工艺制造企业生产物流系统的原型特征进行了研究,详细分析了车间调度模块,确立了局部细节; 2.构建描述多品种多工艺制造企业车间调度系统的初步元胞自动机模型,将车间调度系统抽象成一个二维的网络空间,用工位、设备状态、调度规则及生产信息描述系统; 3.鉴于元胞自动机模型的局限性及与多主体系统的互补性,进一步扩展多品种多工艺制造企业车间调度系统元胞自动机模型。引入Agent和规则决策元,构建多品种多工艺制造企业车间调度系统的Agent-元胞自动机整体模型及其多目标函数,并针对调度过程引入禁忌搜索法,解决了多目标的动态调度问题; 4.基于Swarm仿真平台建立多品种多工艺制造企业车间调度系统的仿真框架和仿真模型,分析模型中各Agent的属性和方法; 5.针对SN公司的加工车间实例进行仿真研究。根据车间调度过程中各Agent的关系、属性和行为及整个模型的演化设计代码,进行仿真,并将仿真的结果与遗传算法的结果比l较。 仿真结果证明本文提出的模型和仿真方法有一定的可行性,但是由于时间、人力和物力的限制,本文的研究还有一些不足,今后可以在多主体系统的理论研究上进一步进行探讨和研究。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH186
【图文】：

元胞空间的维数;S是元胞的有限的、离散的状态集合;N表示一个所有邻域内元胞的合(包括中心元胞)，即包含n个不同元胞状态的一个空间矢量，记为:N=(S，，又，…，凡)n是元胞的邻居个数。Si任Z(整数集合)，i任{1，2，…，n};f表示将Sn映射到S上的一局部转换函数。所有的元胞位于d维空间上，其位置可用一个d元整数矩阵岛确定。元胞自动机方法的基本原理是:把连续的实体空间看成是由许多离散节点按一定规则列的空间点阵:把在空间中运动的物质实体看成是许多相互独立又相互作用的微观粒子集合体;微观粒子只能停留在空间点阵的节点上，并在每一时间步长内，各粒子按一定移动规则从一个节点移动到另一个节点;同一时刻到达同一节点的几个粒子按照一定规使各粒子(或节点)的状态发生改变:运动到边界上的粒子，将按边界处理规则改变运状态:大量粒子反复运动，通过相互协作和自组织，使整个体系达到一种稳定的动态平，以反映物质实体在该空间的宏观运动的统计特征和规律【’9]。

设定每类主体及工位的个数。在结果显频率设定窗口中输入1，表示每仿真周期后刷新一次结果。仿真控制窗口如下图5一4所示。瞿瞿粼派瑞段豪痢{明慧绷 绷华华，一二r，勺一力派份;刃刃乃迪云汀汀 555tarttt 555toppp NNNeKttt SSSoveeeQQQui七 七图5一4仿真控制窗日初始参数输入窗口如图5一5所示，用来设定各个Agent及工位的数量。图5一5初始参数输入窗口通过结果显示频率设定窗口来设定刷新频率，如图5一6所示。

设定每类主体及工位的个数。在结果显频率设定窗口中输入1，表示每仿真周期后刷新一次结果。仿真控制窗口如下图5一4所示。瞿瞿粼派瑞段豪痢{明慧绷 绷华华，一二r，勺一力派份;刃刃乃迪云汀汀 555tarttt 555toppp NNNeKttt SSSoveeeQQQui七 七图5一4仿真控制窗日初始参数输入窗口如图5一5所示，用来设定各个Agent及工位的数量。图5一5初始参数输入窗口通过结果显示频率设定窗口来设定刷新频率，如图5一6所示。

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本文编号：2761079