基于自适应差分退火算法的作业车间调度问题研究
发布时间：2022-07-08 13:34
作业车间调度问题（Job-Shop Scheduling Problem,JSP）是最为经典的一类车间调度问题,该问题的研究能够帮助企业提高生产效率,提升企业管理能力。作业车间调度问题主要特点是各工件加工时间和加工工序不同,且每道工序只有一台设备,属于典型的NP-Hard问题,因此对于求解此类问题的方法研究也显得十分重要。本文主要针对静态作业车间调度和动态车间调度问题进行研究,同时分析差分进化算法（Differential Evolution Algorithm,DE）和模拟退火算法（Simulated annealing algorithm,SA）的优缺点,提出了适合该问题特征的自适应差分退火算法。具体内容如下:首先,针对作业车间调度问（Job-Shop Scheduling Problem,JSP）进行研究,分析该问题的特征,以最大完成时间最小化为目标建立数学模型。其次,结合作业车间调度问题特征,采用基于工序的编码方式对工序编码。由于单一算法本身存在局限性,提出了一种自适应差分退火算法,将差分进化算法和模拟退火算法的优缺点互补融合,并引入自适应变异算子和跳跃机制,以提高算法的搜索能...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车间调度问题研究现状
1.2.2 车间调度问题特点
1.2.3 车间调度问题分类
1.2.4 作业车间调度问题求解算法研究现状
1.2.5 动态作业车间调度问题现状与方法
1.3 现状总结与问题分析
1.4 论文主要内容与结构
2 作业车间调度问题模型与算法改进
引言
2.1 作业车间调度问题数学模型
2.1.1 作业车间调度描述与假设
2.1.2 符号说明与数学模型
2.1.3 目标函数
2.2 标准案例库及其说明
2.3 标准算法介绍
2.3.1 差分进化算法介绍
2.3.2 模拟退火算法介绍
2.4 自适应差分退火算法（ADESA）的提出
2.4.1 初始化参数和初始解
2.4.2 自适应变异算子
2.4.3 交叉操作
2.4.4 适应值与Metropolis准则
2.4.5 跳跃机制
2.5 本章小结
3 ADESA算法求解静态作业车间调度问题
引言
3.1 编码
3.2 解码
3.3 算法参数设置与实验
3.4 求解结果与分析
3.5 本章小结
4 ADESA算法求解动态作业车间调度问题
引言
4.1 动态作业车车间调度问题
4.2 动态事件调度策略
4.3 滚动窗口技术
4.4 系统状态修正
4.5 算法求解动态作业车间调度问题
4.5.1 一般订单插入动态事件
4.5.2 带优先级订单插入动态事件
4.6 本章小结
5 作业车间调度软件设计与开发
引言
5.1 软件结构设计
5.2 软件开发环境
5.3 静态作业车间调度软件模块
5.3.1 静态作业车间调度主界面
5.3.2 数据导入模块
5.3.3 算法参数模块
5.3.4 图像显示模块
5.3.5 数据导出模块
5.4 动态作业车间调度软件模块
5.4.1 动态作业车间调度主界面
5.4.2 数据导入模块
5.4.3 图像显示模块
5.5 软件运行示例
5.6 本章小结
6 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
附录
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解TSP问题的改进模拟退火算法[J]. 何锦福,符强,王豪东. 计算机时代. 2019(07)
[2]基于差分进化和森林优化混合的特征选择[J]. 林达坤,黄世国,林燕红,洪铭淋. 小型微型计算机系统. 2019(06)
[3]基于粒子群-模拟退火算法的背包问题研究[J]. 耿亚,吴访升. 控制工程. 2019(05)
[4]带恶化工件的不相关并行机调度优化[J]. 轩华,秦莹莹,王薛苑,张百林. 系统仿真学报. 2019(05)
[5]基于改进遗传算法的柔性车间调度问题的研究[J]. 曹睿,侯向盼,金巳婷. 计算机与数字工程. 2019(02)
[6]人机交互调整金属冶炼连铸调度计划[J]. 张晓宇,李莹. 世界有色金属. 2018(19)
[7]面向离散制造车间的多Agent动态调度方法研究[J]. 许超,唐敦兵,张涛,黄腾霄. 机械制造与自动化. 2018(03)
[8]一种基于混合交叉的差分进化算法[J]. 吴擎,张春江,高亮. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]基于窗口的印刷车间作业动态调度研究[J]. 郝琪,邢洁芳. 计算机测量与控制. 2017(12)
[10]基于规则导向的柔性作业车间多目标动态调度算法[J]. 朱伟. 系统工程理论与实践. 2017(10)
博士论文
[1]智能制造系统多目标车间调度研究[D]. 潘全科.南京航空航天大学 2003
硕士论文
[1]基于粒子群算法的动态车间调度问题研究[D]. 吴再新.东华大学 2016
本文编号：3657121
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车间调度问题研究现状
1.2.2 车间调度问题特点
1.2.3 车间调度问题分类
1.2.4 作业车间调度问题求解算法研究现状
1.2.5 动态作业车间调度问题现状与方法
1.3 现状总结与问题分析
1.4 论文主要内容与结构
2 作业车间调度问题模型与算法改进
引言
2.1 作业车间调度问题数学模型
2.1.1 作业车间调度描述与假设
2.1.2 符号说明与数学模型
2.1.3 目标函数
2.2 标准案例库及其说明
2.3 标准算法介绍
2.3.1 差分进化算法介绍
2.3.2 模拟退火算法介绍
2.4 自适应差分退火算法（ADESA）的提出
2.4.1 初始化参数和初始解
2.4.2 自适应变异算子
2.4.3 交叉操作
2.4.4 适应值与Metropolis准则
2.4.5 跳跃机制
2.5 本章小结
3 ADESA算法求解静态作业车间调度问题
引言
3.1 编码
3.2 解码
3.3 算法参数设置与实验
3.4 求解结果与分析
3.5 本章小结
4 ADESA算法求解动态作业车间调度问题
引言
4.1 动态作业车车间调度问题
4.2 动态事件调度策略
4.3 滚动窗口技术
4.4 系统状态修正
4.5 算法求解动态作业车间调度问题
4.5.1 一般订单插入动态事件
4.5.2 带优先级订单插入动态事件
4.6 本章小结
5 作业车间调度软件设计与开发
引言
5.1 软件结构设计
5.2 软件开发环境
5.3 静态作业车间调度软件模块
5.3.1 静态作业车间调度主界面
5.3.2 数据导入模块
5.3.3 算法参数模块
5.3.4 图像显示模块
5.3.5 数据导出模块
5.4 动态作业车间调度软件模块
5.4.1 动态作业车间调度主界面
5.4.2 数据导入模块
5.4.3 图像显示模块
5.5 软件运行示例
5.6 本章小结
6 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
附录
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解TSP问题的改进模拟退火算法[J]. 何锦福,符强,王豪东. 计算机时代. 2019(07)
[2]基于差分进化和森林优化混合的特征选择[J]. 林达坤,黄世国,林燕红,洪铭淋. 小型微型计算机系统. 2019(06)
[3]基于粒子群-模拟退火算法的背包问题研究[J]. 耿亚,吴访升. 控制工程. 2019(05)
[4]带恶化工件的不相关并行机调度优化[J]. 轩华,秦莹莹,王薛苑,张百林. 系统仿真学报. 2019(05)
[5]基于改进遗传算法的柔性车间调度问题的研究[J]. 曹睿,侯向盼,金巳婷. 计算机与数字工程. 2019(02)
[6]人机交互调整金属冶炼连铸调度计划[J]. 张晓宇,李莹. 世界有色金属. 2018(19)
[7]面向离散制造车间的多Agent动态调度方法研究[J]. 许超,唐敦兵,张涛,黄腾霄. 机械制造与自动化. 2018(03)
[8]一种基于混合交叉的差分进化算法[J]. 吴擎,张春江,高亮. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]基于窗口的印刷车间作业动态调度研究[J]. 郝琪,邢洁芳. 计算机测量与控制. 2017(12)
[10]基于规则导向的柔性作业车间多目标动态调度算法[J]. 朱伟. 系统工程理论与实践. 2017(10)
博士论文
[1]智能制造系统多目标车间调度研究[D]. 潘全科.南京航空航天大学 2003
硕士论文
[1]基于粒子群算法的动态车间调度问题研究[D]. 吴再新.东华大学 2016
本文编号：3657121
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3657121.html
