基于多目标果蝇算法面向低碳的车间布局与调度集成优化
本文选题:碳排放 + 车间布局和调度集成优化 ; 参考:《机械工程学报》2017年11期
【摘要】:以往车间布局和调度优化都是各自分开进行的,单独车间布局优化时一般假设待加工工件各工序的加工设备已经确定;而单独调度优化则在车间布局确定后进行的,这种分开优化的方式忽略了不同布局对工序加工设备间距离的影响,由此影响工序间的搬运时间,从而影响调度结果。为此,提出以车间制造过程总碳排放和总完工时间最小为优化目标的车间布局和调度集成优化模型。为了求解该模型,设计多目标果蝇优化算法(Multi-objective fruit fly optimization algorithm,MFOA)。为了增强MFOA全局搜索能力和维持算法的稳定性,设计一种基于混合步长的嗅觉搜索;为了增大果蝇种群的协作,避免陷入局部最优引入了全局协作机制。将非支配等级排序方法引入MFOA处理多目标问题,并用算例验证了多目标果蝇优化算法的有效性。将集成优化结果与车间机群式布局下的调度优化结果和将车间布局、调度分开优化的结果分别进行对比,说明提出的集成优化模型可以得到更低的碳排放,验证了模型的有效性。
[Abstract]:In the past, the workshop layout and scheduling optimization were carried out separately. When the single workshop layout was optimized, it was generally assumed that the processing equipment for each working procedure of the workpiece to be processed had been determined, while the separate scheduling optimization was carried out after the workshop layout was determined. This separate optimization method ignores the influence of different layouts on the distance between processing equipment, thus affects the handling time between processes and thus affects the scheduling results. Therefore, an integrated optimization model of shop layout and scheduling is proposed, which takes the minimum total carbon emission and the total completion time of the workshop manufacturing process as the optimization objectives. In order to solve this model, Multi-Objective fruit fly optimization algorithm (MFOA) is designed. In order to enhance the global search ability of MFOA and maintain the stability of the algorithm, a hybrid step size olfactory search is designed, and in order to increase the collaboration of Drosophila population, the global cooperation mechanism is introduced to avoid falling into local optimum. The non-dominated ranking method is introduced into MFOA to deal with multi-objective problem, and the effectiveness of the multi-objective optimization algorithm is verified by an example. Comparing the result of integrated optimization with the result of scheduling optimization under cluster layout of workshop and the result of optimizing job shop layout and scheduling separately, it is shown that the proposed integrated optimization model can get lower carbon emission. The validity of the model is verified.
【作者单位】: 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(51675206);国家自然科学基金国际(地区)合作与交流(51561125002) 中央高校基本科研业务费专项资金(2016YXMS275)资助项目
【分类号】:TB49;TP18
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,本文编号:2079061
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