基于多目标的动态车间调度系统的研究与实现

发布时间：2020-09-29 22:57

　　 在车间调度问题上,从单机调度到柔性作业车间调度,对调度问题的研究逐渐复杂化、实际化,研究结果也不断得到优化。但是在实际的加工生产过程中扰动因素不可避免,不同动态事件的发生对加工过程造成了严重的影响,致使出现订单的完成时间超过预定交货期,或者机器利用率较低的现象。因此,及时对发生的动态事件进行处理,能够减少对整个加工过程性能的影响。首先,从车间调度问题的研究背景及现状出发,分析目前对于动态车间调度问题研究的不足,同时总结常用的寻优算法。其次,从总体研究、模型研究、求解算法三个角度,逐步对动态车间调度问题进行简要概述、模型建立、算法求解、仿真实验,实现四类动态事件的处理策略。其中,模型研究与求解算法部分是重点内容,模型研究部分,依据不同的处理策略将动态事件分为新加类、机器占用类、交换类以及延迟类事件,分析其处理策略及流程,并给出了详细的数学模型及约束条件。求解算法部分,以粒子群算法为优化工具,最大完工时间最小化与最大机器负荷最小化为优化目标,进行仿真实验,比较重调度结果相对于原始调度的扰动影响率,验证其有效性。同时,比较不同时段发生动态事件的重调度结果相对原始调度的扰动影响率,验证其鲁棒性。最后,设计基于B/S架构的动态车间调度系统,系统中包括机器故障与交货期提前两种动态事件,并将粒子群算法应用于系统中进行寻优操作,系统能针对不同的动态事件分别进行处理并给出较合理的调度结果。
【学位单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP18;TH186
【部分图文】：

逦６逡逑以表２－１的数据为例，优化目标采用最大完工时间最小化以及最大机器负荷最小化，产生的静逡逑态调度结果如图２－２所示。图中不同长度的色块中的数字表示工件号，色块宽度表示加工时间，相逡逑同工件出现的前后顺序表示工序的加工顺序。从图中可直观的看出有３个工件、３台机器进行加工，逡逑同时每个工件都有３道工序。逡逑，逦■，麻‘１３』哰１３逦逦逡逑２逦３逦；邋．邋．３逦：逦．．邋３邋．．．逡逑Ｘ邋２逦２逦逦１逦邋２逡逑１｜：：邋Ｖ邋：｜邋Ｉ：邋２邋Ｉ邋［逦一逡逑0！逦１逦１逦１逦＊逦１逦ｉ逦逡逑０逦２逦＜逦６逦￡逦１０逦１２逡逑时阏逡逑图２＿２静态调度甘特图逡逑２．５小结逡逑本章对ＪＳＰ问题进行概述，以调度问题发展的角度来说，从最早的单机调度到目前进行的动态逡逑调度逐步接近实际环境，并逐渐变得复杂。复杂性正是ｊｓｐ问题的一个特点，除此之外还有多目标逡逑性、多约束性以及动态随机性，这使得车间调度问题成为ＮＰ－ｈａｒｄ问题。而对于车间调度问题的分逡逑类也与其特点有关，可以根据机器数量、目标数量、加工路线、扰动因素、参数变化进行分类。此逡逑外还对ＦＪＳＰ问题进行描述

图４－３邋３Ｘ３原始调度结果图逡逑

逦第５章系统设计与实现逡逑如上述，粒子种群数为４，最大迭代次数为１０，图４－３为一个原始调度甘特图，从图中可见，逡逑最大完工时间为１３，最大机器负荷为１３。逡逑，逦，最＾逡逑上．．：，．．．：．．．：逦—逦＾逡逑３逦３逦３逡逑艺邋２逦：逦２逦：：逦１逦２邋Ｉ逦？逡逑Ｉ邋１邋｜邋Ｉ邋２邋Ｉ邋［逡逑0＇逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦＊逦逡逑０逦２逦４逦６逦８逦１０逦１２逡逑时间逡逑图４－３邋３Ｘ３原始调度结果图逡逑在图４－３的调度结果基础上，５时刻新接紧急订单，需要加工工件４，若不进行重调度直接将新逡逑工件安排在最后加工，则其中一个结果最大完工时间为２７，最大机器负荷为２１，如图４－４所示。相逡逑同条件下，对尚未加工的工序以及新工件进行重调度，其中一个结果最大完工时间为１９，最大机器逡逑负荷为１８

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