基于自适应遗传算法的柔性制造系统的优化配置

发布时间：2020-11-04 16:22

　　 随着信息技术和计算机网络技术的发展,世界经济全球化的特征越来越明显,从而使得作为一个国家支柱性产业的制造业面临全球性市场、资源、技术和人员的竞争越来越激烈,客户化、高质量、快速交货的生产要求不断增加。所有这一切都使得制造自动化技术占据了越来越突出的地位。 制造系统是实现生产过程基本的物质环境和必要的物理条件。其中,柔性制造系统是适用于多品种、中小批量生产而产生的一种制造系统,它为21世纪制造业实现敏捷化提供了强有力的支持。但柔性制造系统组成复杂、建设周期长、投资费用高,从而使得系统的优化配置异常重要。这不仅是由于优化配置方案直接决定着系统的建设、投资方案,而且更重要的是它影响着系统运行的性能,而这些性能在系统一旦建设完成后,将对其今后的生产活动一直产生持续的影响。 正是由于柔性制造系统优化配置的重要性,该领域的许多学者对其理论和应用等方面进行了研究。但该问题具有多参数、多耦合、多目标、非线性以及涉及领域广泛等特点,求解难度极大。 本学位论文综合运用多学科的理论和技术,初步建立起了柔性制造系统优化配置的闭排队网络模型。但该模型具有非线性、混合离散变量等特点,用常规的优化算法不能求出其最优解。为此,本文在计算机技术的帮助下采用自适应遗传算法对其进行求解,在保证了求解质量的同时,又提高了求解的效率。并且开发出一套基于网络平台的可视化界面,更加方便了工程上的应用。 在论文前述内容的基础上,结合一个柔性制造系统优化配置的综合算例,对求解过程进行了详细地说明。最后,对全文的研究工作进行了总结,并就今后的研究方向提出了作者的看法和建议。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH165
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 柔性制造系统及其特点
        1.1.1 制造技术及柔性制造系统的起源
        1.1.2 FMS 的国内外发展状况
        1.1.3 FMS 的一般组成
        1.1.4 FMS 的性能特点
    1.2 FMS 优化配置及其研究现状
        1.2.1 FMS 优化配置的研究内容
        1.2.2 FMS 优化配置的研究现状
        1.2.3 FMS 优化配置的复杂性
    1.3 课题的提出
        1.3.1 课题的研究内容和目的
        1.3.2 本课题的工程及学术意义
    1.4 论文的主要工作和组织结构
2 FMS 优化配置的相关理论
    2.1 引言
    2.2 FMS 优化配置的一般性问题
        2.2.1 FMS 的几类优化配置问题
        2.2.2 FMS 优化配置的性能指标
        2.2.3 FMS 优化配置的设计变量
        2.2.4 FMS 优化配置的建模方法
    2.3 FMS 的CQN 模型概述
        2.3.1 CQN 模型的假设
        2.3.2 CQN 模型的描述
        2.3.3 CQN 模型的适用性
3 FMS 的CQN 优化配置模型及隐式枚举法
    3.1 引言
    3.2 设计问题的描述
        3.2.1 设计目标
        3.2.2 模型中所涉及到的一些已知条件
        3.2.3 符号表示
    3.3 FMS 的CQN 优化配置模型
        3.3.1 FMS 的成本模型
        3.3.2 FMS 的产量模型
        3.3.3 本文所讨论的优化模型
    3.4 求解CQN 模型的隐式枚举法
        3.4.1 隐式枚举法的基本思想
        3.4.2 基于无限托盘的优化问题
        3.4.3 应用隐式枚举法的步骤
        3.4.4 隐式枚举法的缺点
4 基于自适应遗传算法的CQN 模型求解方案
    4.1 遗传算法概述
        4.1.1 遗传算法的基本原理
        4.1.2 遗传算法的基本概念
        4.1.3 遗传算法的特点
    4.2 自适应遗传算法
        4.2.1 自适应遗传算法的原理
        4.2.2 交叉概率和变异概率的取值公式
    4.3 自适应遗传算法在CQN 模型中的应用
        4.3.1 编码方式
        4.3.2 应用自适应遗传算法求解产量T（N，S，q）的步骤
        4.3.3 求解CQN 模型的步骤
5 FMS 优化配置综合算例
    5.1 引言
    5.2 算例验证
    5.3 可视化界面
        5.3.1 PHP 简介
        5.3.2 MySQL 简介
        5.3.3 可视化界面简介
        5.3.4 系统流程一览
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究与展望
参考文献
附录 A
作者简历

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 谭彪;浅谈柔性制造系统的规划和建立[J];航空工艺技术;1998年03期

2 李玉美，李传义，赵庆志;柔性制造系统的规划设计及对我国发展柔性制造系统的建议[J];机械设计;1995年09期

3 袁慧梅;具有自适应交换率和变异率的遗传算法[J];首都师范大学学报(自然科学版);2000年03期

本文编号：2870324