多目标柔性作业车间调度模型及其进化算法研究
发布时间：2021-04-04 22:12
对于采用多品种小批量柔性生产方式的离散制造企业,合理的车间调度方案能够提高企业生产效率并节约生产成本。同时,柔性作业车间调度问题也是典型的NP难组合优化问题,因而该问题已成为工业界和学术界共同研究的热点。该问题的研究难点体现在:（1）不同优化目标之间可能彼此相互冲突;（2）加工时间和交货期等重要参数带有不确定性;（3）在加工生产过程中,存在着很多动态干扰因素,比如机器故障（修复）和紧急插单等突发事件。此外,考虑到计算复杂性,该类问题不能够被数学方法在多项式时间内精确求解。近年来,由模拟生物进化过程发展而来的进化算法被国内外学者广泛研究,为求解该类问题提供了有效的方法和手段。尽管针对柔性作业车间调度问题的多目标性、不确定性和动态性开展了很多研究工作,并取得了丰富的研究成果,但是过往的研究大多针对这三个特性中的某一特性单独展开,很少同时考虑多个特性。对于多目标性的研究主要集中在以完工时间和机器负荷为常用优化目标的低维多目标调度问题上,对于同时考虑多于三个优化目标的高维多目标调度问题不为关注。另外,对于同时考虑多个动态事件的调度问题也研究较少。这些问题由于包含的约束更多且目标值求解更加困难,...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 柔性作业车间调度问题描述及数学模型
1.2.1 柔性作业车间调度问题描述与分类
1.2.2 柔性作业车间调度问题数学模型
1.2.3 柔性作业车间调度问题常用评价指标
1.3 柔性作业车间调度国内外研究现状
1.4 多目标优化
1.4.1 多目标优化问题的基本理论
1.4.2 几种经典的多目标进化算法
1.4.3 多目标进化算法性能评价指标
1.5 论文主要研究工作
第二章 低维静态多目标柔性作业车间调度的进化求解
2.1 引言
2.2 低维静态多目标柔性作业车间调度问题的优化模型
2.3 柔性作业车间调度的析取图模型
2.4 基于MOMAD求解低维静态多目标柔性作业车间调度问题
2.4.1 算法框架
2.4.2 基于MOEA/D的全局搜索策略
2.4.3 基于移动关键工序的局部搜索策略
2.5 实验设计与分析
2.5.1 实验设置
2.5.2 几种算法变体的比较
2.5.3 与先验法和后验法的比较
2.6 本章小结
第三章 多目标模糊柔性作业车间调度的进化求解
3.1 引言
3.2 三角模糊数和梯形模糊数的基本理论和操作
3.3 多目标模糊柔性作业车间调度问题的优化模型
3.4 基于MA求解多目标模糊柔性作业车间调度问题
3.4.1 算法框架
3.4.2 基于NSGA-II的全局搜索策略
3.4.3 基于模糊可能度的个体支配关系
3.4.4 改进的基于决策空间拥挤距离算子
3.4.5 基于变邻域的局部搜索策略
3.5 实验设计与分析
3.5.1 实验设置
3.5.2 局部搜索性能分析
3.5.3 与先进算法的比较
3.6 本章小结
第四章 多目标区间柔性作业车间调度的进化求解
4.1 引言
4.2 多目标区间柔性作业车间调度问题的优化模型
4.3 区间数的基本操作
4.4 基于MOEA求解多目标区间柔性作业车间调度问题
4.4.1 算法框架
4.4.2 染色体编码和解码
4.4.3 种群初始化
4.4.4 进化算子
4.4.5 基于区间可能度的个体支配关系
4.4.6 改进的基于区间的拥挤测度
4.5 实验设计与分析
4.5.1 实验设置
4.5.2 种群初始化性能分析
4.5.3 与先进算法的比较
4.6 本章小结
第五章 高维静态多目标柔性作业车间调度的进化求解
5.1 引言
5.2 高维静态多目标柔性作业车间调度问题的优化模型
5.3 基于NSGA-III求解高维静态多目标柔性作业车间调度问题
5.3.1 算法框架
5.3.2 参考点生成
5.3.3 染色体编码和解码
5.3.4 进化算子
5.3.5 自适应目标归一化
5.3.6 小生境保持算子
5.4 集成多属性决策过程
5.5 实验设计与分析
5.5.1 实验设置
5.5.2 几种算法变体的比较
5.5.3 与先进算法的比较
5.5.4 高维目标的影响
5.6 本章小结
第六章 高维动态多目标柔性作业车间调度的进化求解
6.1 引言
6.2 高维动态多目标柔性作业车间调度问题的优化模型
6.3 预反应动态调度方法
6.3.1 基于周期结合事件驱动的重调度策略
6.3.2 静态调度窗口的构建
6.3.3 预反应调度的流程
6.4 基于NSGA-III求解静态调度窗口
6.4.1 算法框架
6.4.2 染色体编码和解码
6.4.3 种群初始化
6.4.4 进化算子
6.4.5 层次分析法决策
6.5 实验设计与分析
6.5.1 实验设置
6.5.2 初始化调度比较
6.5.3 动态调度过程比较
6.5.4 与基于规则的完全反应调度方法比较
6.5.5 不同调度周期的影响
6.6 本章小结
第七章 多模式排产优化调度系统的设计与实现
7.1 引言
7.2 应用背景分析
7.3 基于MOEA的多模式排产优化调度
7.4 多模式排产优化调度系统
7.4.1 系统环境要求
7.4.2 系统整体架构
7.4.3 系统主要功能模块
7.4.4 系统运行结果查看
7.5 本章小结
第八章 主要结论与展望
8.1 主要结论
8.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读博士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极限调度完工时间最小化的机器选择及FJSP求解[J]. 赵诗奎,方水良,顾新建. 计算机集成制造系统. 2014(04)
[2]基于梯形模糊语言变量的多属性决策方法(英文)[J]. 梁雪春,陈森发. Journal of Southeast University（English Edition）. 2008(04)
[3]不确定多属性决策的单目标最优化模型[J]. 达庆利,徐泽水. 系统工程学报. 2002(01)
博士论文
[1]离散制造企业批量生产车间调度智能优化研究[D]. 曾强.重庆大学 2010
本文编号：3118580
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 柔性作业车间调度问题描述及数学模型
1.2.1 柔性作业车间调度问题描述与分类
1.2.2 柔性作业车间调度问题数学模型
1.2.3 柔性作业车间调度问题常用评价指标
1.3 柔性作业车间调度国内外研究现状
1.4 多目标优化
1.4.1 多目标优化问题的基本理论
1.4.2 几种经典的多目标进化算法
1.4.3 多目标进化算法性能评价指标
1.5 论文主要研究工作
第二章 低维静态多目标柔性作业车间调度的进化求解
2.1 引言
2.2 低维静态多目标柔性作业车间调度问题的优化模型
2.3 柔性作业车间调度的析取图模型
2.4 基于MOMAD求解低维静态多目标柔性作业车间调度问题
2.4.1 算法框架
2.4.2 基于MOEA/D的全局搜索策略
2.4.3 基于移动关键工序的局部搜索策略
2.5 实验设计与分析
2.5.1 实验设置
2.5.2 几种算法变体的比较
2.5.3 与先验法和后验法的比较
2.6 本章小结
第三章 多目标模糊柔性作业车间调度的进化求解
3.1 引言
3.2 三角模糊数和梯形模糊数的基本理论和操作
3.3 多目标模糊柔性作业车间调度问题的优化模型
3.4 基于MA求解多目标模糊柔性作业车间调度问题
3.4.1 算法框架
3.4.2 基于NSGA-II的全局搜索策略
3.4.3 基于模糊可能度的个体支配关系
3.4.4 改进的基于决策空间拥挤距离算子
3.4.5 基于变邻域的局部搜索策略
3.5 实验设计与分析
3.5.1 实验设置
3.5.2 局部搜索性能分析
3.5.3 与先进算法的比较
3.6 本章小结
第四章 多目标区间柔性作业车间调度的进化求解
4.1 引言
4.2 多目标区间柔性作业车间调度问题的优化模型
4.3 区间数的基本操作
4.4 基于MOEA求解多目标区间柔性作业车间调度问题
4.4.1 算法框架
4.4.2 染色体编码和解码
4.4.3 种群初始化
4.4.4 进化算子
4.4.5 基于区间可能度的个体支配关系
4.4.6 改进的基于区间的拥挤测度
4.5 实验设计与分析
4.5.1 实验设置
4.5.2 种群初始化性能分析
4.5.3 与先进算法的比较
4.6 本章小结
第五章 高维静态多目标柔性作业车间调度的进化求解
5.1 引言
5.2 高维静态多目标柔性作业车间调度问题的优化模型
5.3 基于NSGA-III求解高维静态多目标柔性作业车间调度问题
5.3.1 算法框架
5.3.2 参考点生成
5.3.3 染色体编码和解码
5.3.4 进化算子
5.3.5 自适应目标归一化
5.3.6 小生境保持算子
5.4 集成多属性决策过程
5.5 实验设计与分析
5.5.1 实验设置
5.5.2 几种算法变体的比较
5.5.3 与先进算法的比较
5.5.4 高维目标的影响
5.6 本章小结
第六章 高维动态多目标柔性作业车间调度的进化求解
6.1 引言
6.2 高维动态多目标柔性作业车间调度问题的优化模型
6.3 预反应动态调度方法
6.3.1 基于周期结合事件驱动的重调度策略
6.3.2 静态调度窗口的构建
6.3.3 预反应调度的流程
6.4 基于NSGA-III求解静态调度窗口
6.4.1 算法框架
6.4.2 染色体编码和解码
6.4.3 种群初始化
6.4.4 进化算子
6.4.5 层次分析法决策
6.5 实验设计与分析
6.5.1 实验设置
6.5.2 初始化调度比较
6.5.3 动态调度过程比较
6.5.4 与基于规则的完全反应调度方法比较
6.5.5 不同调度周期的影响
6.6 本章小结
第七章 多模式排产优化调度系统的设计与实现
7.1 引言
7.2 应用背景分析
7.3 基于MOEA的多模式排产优化调度
7.4 多模式排产优化调度系统
7.4.1 系统环境要求
7.4.2 系统整体架构
7.4.3 系统主要功能模块
7.4.4 系统运行结果查看
7.5 本章小结
第八章 主要结论与展望
8.1 主要结论
8.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读博士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极限调度完工时间最小化的机器选择及FJSP求解[J]. 赵诗奎,方水良,顾新建. 计算机集成制造系统. 2014(04)
[2]基于梯形模糊语言变量的多属性决策方法(英文)[J]. 梁雪春,陈森发. Journal of Southeast University（English Edition）. 2008(04)
[3]不确定多属性决策的单目标最优化模型[J]. 达庆利,徐泽水. 系统工程学报. 2002(01)
博士论文
[1]离散制造企业批量生产车间调度智能优化研究[D]. 曾强.重庆大学 2010
本文编号：3118580
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3118580.html
