基于改进多群体并行遗传算法的混流混合车间模糊调度研究

论文摘要

随着社会的进一步发展,多样化的客户需求已愈来愈突出,混流生产方式是适应这种市场变化的有效途径,在这种生产方式下,集成调度问题已愈发尖锐。针对某类中、小企业中的零件加工车间、存放零件的缓存区和产品总装车间的复合调度问题,开展了集成调度的研究。文中结合企业的实际特点,针对缓存区存量过高引起的物流瓶颈和交货期、生产时间的不确定性问题,提出了基于缓存区存量最低的混流混合车间的模糊调度模型,并采用改进的多群体并行遗传算法去求解所建模型。此外,为了应对实际生产中所出现的动态扰动,提出了损益比较下、基于混合滚动策略的两级调度方法。其主要研究工作如下：1.阐述模糊基础理论和遗传算法理论基础。主要包括模糊数的常见类型及比较方法,阐模糊决策理论的基本思想和遗传算法的基本流程。2.针对缓存区存量过高引起的物流瓶颈和交货期、生产时间的不确定性问题,构建了基于缓存区存量最低的混流混合车间模糊调度模型,并阐述了改进的多群体并行遗传算法的基本原理与思想。此外,针对一类零件加工与装配型的混流混合车间调度问题,构建其模糊集成调度优化模型,并使用改进的并行遗传算法进行模型求解。3.为了有效的应对实际混流混合车间生产中扰动事件所造成的影响,提出了损益比较下、基于混合滚动策略下的两级调度方法。应用事件驱动策略去处理紧急插单、机器损坏与修复、工件到期时间改变等突发事件,而使用周期性驱动策略去应对累积误差这种系统事件。4.选取某冷藏柜生产企业为例,对其混流混合车间调度问题进行实例验证。使用MATLAB作为运算平台,验证混流混合车间上、下游和缓存区的集成调度优化模型以及两级调度方法的有效性,验证求解模型的多群体并行遗传算法的有效性。5.对全文进行总结,提出了进一步研究的设想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究综述
• 1.2.1 混流混合车间及相近领域研究综述
• 1.2.2 车间调度算法综述
• 1.2.3 车间调度方法研究综述
• 1.3 主要研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 遗传算法及模糊理论基础
• 2.1 遗传算法
• 2.1.1 遗传算法原理
• 2.1.2 并行遗传算法
• 2.1.3 改进遗传算法性能的主要途径
• 2.2 模糊数与模糊决策
• 2.2.1 模糊数
• 2.2.2 模糊决策
• 2.3 小结
• 第3章 混流混合车间的模糊调度模型构建与求解算法
• 3.1 混流混合车间调度概述
• 3.2 缓存受限的混流混合车间模型构建
• 3.3 缓存受限的混流混合车间模糊调度模型构建
• 3.4 求解模型算法选取
• 3.5 算例演算和验证
• 3.5.1 案例选取
• 3.5.2 实验求解
• 3.6 小结
• 第4章 基于混合滚动机制的混流混合车间的模糊动态调度研究
• 4.1 动态调度与静态调度
• 4.2 动态调度问题的研究
• 4.2.1 车间动态事件的类别
• 4.2.2 车间动态调度的研究方法
• 4.3 混流混合车间的混合滚动调度策略
• 4.4 两级动态调度
• 4.5 动态调度实例验证
• 4.6 小结
• 第5章 混流混合车间模糊调度实例验证
• 5.1 实例选取
• 5.2 问题描述
• 5.3 实例中的已知条件
• 5.3.1 作业车间的已知条件
• 5.3.2 缓存区
• 5.3.3 总装流水车间的已知条件
• 5.4 调度模型的仿真
• 5.4.1 基本参数的确定
• 5.4.2 动态事件描述
• 5.4.3 算法平台选取及运算流程
• 5.5 运行结果与分析
• 5.5.1 改进MPGA与传统MPGA对实例的求解分析比较
• 5.5.2 混流混合车间模糊调度优化结果与分析
• 5.6 小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 附录1 符号说明
• 附录2 模糊位置关系
• 附录3 程序代码
• 附录4 程序运行结果
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果