模糊环境下的Flexible Job-shop调度问题的研究

论文摘要

模糊环境下的柔性作业车间调度（Flexible Job-Shop Scheduling，FJSS）问题是实际生产系统中的核心问题之一，它是由古典作业车间调度（Job-ShopScheduling，JSS）问题逐渐引申、发展而来的。古典JSS问题是一个经典问题，至今还是一个研究热点，由于JSS问题对机器加工路线做了限定，因此难以适用于柔性制造系统。FJSS问题对古典JSS问题进行了扩展，允许操作可以在多台机器上进行加工，从而更加接近实际工作环境，具有重要的理论价值和工程意义。 现有的针对FJSS问题的研究大都建立在对调度环境进行严格限制的基础上，强调各类限制条件和生产信息预先明确，然而在实际生产环境中，存在人力、机器、环境等因素的影响，致使包括时间参数和约束条件在内的相关信息无法准确预知，存在模糊不确定性。本文将FJSS问题从严格限定的理想环境拓展到逼近现实的模糊环境中，使其具有更强的灵活性和实用性。 首先，本论文研究了以最小化制造跨度为目标的，具有模糊加工时间与模糊操作延迟的Total Flexible Job-Shop Scheduling（TFJSS）问题。本文引入模糊理论和可能性理论，针对该问题的子问题，分别采用区间数有符号距离测度、可信性测度等方法，进行了系统的阐述，最后分别通过遗传算法进行有效求解。 其次，本论文研究了以最小化制造跨度为目标的，具有模糊加工时间的Partial Flexible Job-Shop Scheduling（PFJSS）问题。针对该问题，本文采用三角模糊数来表征时间参数，并研究了预处理算法将PFJSS问题转化为更容易处理的TFJSS问题，最后通过遗传算法进行有效求解。 最后，本论文研究了以最小化提前／拖期惩罚为目标的，具有模糊加工时间与模糊交货期的FJSS问题。针对该问题，本文结合有符号距离测度和区间数距离测度方法，构造出一种具有更高计算精度的提前／拖期惩罚函数，最后通过遗传算法进行有效求解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 调度问题概念
• 1.1.1 Job-shop调度问题
• 1.1.2 Flexible Job-shop调度问题
• 1.1.3 模糊环境下的Flexible Job-shop调度问题
• 1.2 研究问题
• 1.2.1 模糊环境下的Total Flexible Job-shop调度中的最小化制造跨度问题
• 1.2.2 模糊环境下的Partial Flexible Job-shop调度中的最小化制造跨度问题
• 1.2.3 模糊环境下的Flexible Job-shop调度中的提前/拖期惩罚问题
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 具有模糊加工时间的调度问题
• 1.3.2 具有模糊交货期的调度问题
• 1.3.3 Job-shop调度问题求解算法
• 1.4 本论文的研究动机、研究结果、结构
• 1.4.1 研究动机和结果
• 1.4.2 论文结构
• 第二章 模糊环境下的Total Flexible Job-shop最小化制造跨度调度问题
• 2.1 具有模糊加工时间的Total Flexible Job-shop调度问题
• 2.1.1 基于区间值模糊集的Total Flexible Job-shop最小化制造跨度调度问题
• 2.1.2 基于可信性测度的Total Flexible Job-shop最小化制造跨度调度问题
• 2.1.3 比较与分析
• 2.2 具有模糊操作延迟的Total Flexible Job-shop最小化制造跨度调度问题
• 2.2.1 问题描述
• 2.2.2 问题的求解算法
• 2.2.3 计算举例
• 2.3 具有模糊加工时间和模糊操作延迟的Total Flexible Job-shop最小化制造跨度调度问题
• 2.3.1 问题描述
• 2.3.2 问题的求解算法
• 2.3.3 计算举例
• 第三章 模糊环境下的Partial Flexible Job-shop最小化制造跨度凋度问题
• 3.1 Partial Flexible Job-shop调度问题
• 3.2 具有模糊加工时间的Partial Flexible Job-shop调度问题
• 3.2.1 模糊加工时间
• 3.2.2 调度目标函数
• 3.3 问题的求解算法
• 3.3.1.Partial Flexible Job-shop调度问题的预处理
• 3.3.2.调度算法
• 3.4 计算举例
• 3.5 讨论与拓展
• 第四章 模糊环境下的Flexible Job-shop最小化提前/拖期惩罚调度问题
• 4.1 模糊环境下的Flexible Job-shop调度中的交货期问题
• 4.1.1.具有拖期惩罚的模糊交货期
• 4.1.2.具有提前/拖期惩罚的模糊交货期
• 4.2.具有模糊加工时间和模糊交货期的Flexible Job-shop调度中的提前/拖期惩罚问题
• 4.2.1 模糊操作时间与模糊交货期
• 4.2.2 基于有符号距离和区间数距离的提前/拖期惩罚函数
• 4.3 问题的求解算法
• 4.4 计算举例
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 读博期间发表的论文及参加的研究项目