基于NSGA-Ⅱ的多目标绿色工艺规划与作业车间调度集成优化问题研究

发布时间：2024-06-01 16:08

　　随着全球生态环境的日益严峻,传统制造业逐渐向绿色制造模式转型,绿色制造已经成为制造业的发展趋势。工艺规划与车间调度作为制造系统的重要环节,传统制造系统中串行的制造模式已不能满足当前制造业的需求,在绿色制造的背景下,本文针对多目标绿色工艺规划与作业车间调度集成优化问题(Integrated Process Planning and Scheduling,IPPS)开展了研究。因此本文首先针对多目标绿色IPPS问题的两个子问题,即多目标绿色柔性工艺规划问题(Flexible Process Planning,FPP)、多目标绿色作业车间调度(Job Shop Scheduling Problem,JSP)的优化方法进行了研究,在此研究基础上对多目标绿色FPP方法与多目标绿色JSP方法集成,研究多目标绿色IPPS问题的求解方法。针对多目标绿色FPP问题,建立了多目标绿色FPP优化模型,综合考虑了包含机床负载碳排放、机床启动碳排放、切削液碳排放以及运输工具碳排放的影响因素,并根据车间的实际情况对其中机床启动次数进行了设计。针对建立的模型,提出了基于NSGA-Ⅱ的求解方法,采用基于非支配等级和拥...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的来源、目的及意义
        1.1.1 课题的来源与目的
        1.1.2 课题的意义
    1.2 多目标绿色IPPS问题研究概况
        1.2.1 多目标绿色FPP研究概况
        1.2.2 多目标绿色JSP研究概况
        1.2.3 多目标绿色IPPS研究概况
    1.3 现状总结与问题分析
    1.4 主要结构与工作
第二章 基于NSGA-Ⅱ的多目标绿色FPP方法研究
    2.1 引言
    2.2 多目标绿色柔性工艺规划问题
    2.3 基于NSGA-Ⅱ求解多目标绿色FPP问题
        2.3.1 基于NSGA-Ⅱ求解多目标绿色FPP总流程
        2.3.2 编码和解码
        2.3.3 种群初始化
        2.3.4 交叉操作
        2.3.5 变异操作
        2.3.6 适应度评价方法
        2.3.7 基于NSGA-Ⅱ求解多目标FPP问题的具体步骤
    2.4 计算结果与分析
        2.4.1 计算结果
        2.4.2 结果分析
    2.5 本章小结
第三章 基于改进NSGA-Ⅱ的多目标绿色JSP方法研究
    3.1 引言
    3.2 多目标绿色作业车间调度问题模型
        3.2.1 问题描述
        3.2.2 混合整数规划模型
    3.3 改进的NSGA-Ⅱ求解多目标绿色JSP
        3.3.1 编码和解码
        3.3.2 种群初始化
        3.3.3 适应度评价方法
        3.3.4 种群个体的选择、交叉与变异操作
        3.3.5 基于N5 邻域结构及非支配关系的个体局部搜索策略
        3.3.6 INSGA-Ⅱ求解多目标绿色JSP总流程
    3.4 算例验证
        3.4.1 算例信息
        3.4.2 计算结果及分析
    3.5 本章小结
第四章 基于改进NSGA-Ⅱ的多目标绿色IPPS方法研究
    4.1 引言
    4.2 多目标绿色工艺规划与作业车间调度集成问题模型
        4.2.1 多目标绿色IPPS问题描述
        4.2.2 数学模型
    4.3 基于改进NSGA-Ⅱ的多目标绿色IPPS问题两阶段求解方法
        4.3.1 多目标绿色IPPS求解总流程及具体步骤
        4.3.2 多目标绿色IPPS问题的求解流程设计
    4.4 实验设计与计算结果分析
        4.4.1 算例信息
        4.4.2 确定求解多目标绿色IPPS的最优总流程
        4.4.3 确定最优总流程的循环终止参数
        4.4.4 计算结果及结果分析
    4.5 本章小结
第五章 多目标绿色IPPS问题实例
    5.1 应用背景简介
    5.2 多目标绿色IPPS实例
    5.3 实例求解
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士期间的研究成果
附录2
附录3



本文编号：3986146