双资源多目标柔性作业车间调度问题研究

论文摘要

车间调度作为企业生产管理的核心,对制造资源的优化配置和科学运作起着举足轻重的作用。历经半个多世纪,经典作业车间调度问题的研究取得了丰富的理论成果,但由于经典作业车间调度问题与现代化车间的生产现状存在一定的偏差,因此有必要对其进行扩展。而以交货期满意度、产品质量、成本、加工的可靠性和绿色性为优化目标,考虑机器设备和工人两种资源约束的双资源多目标柔性作业车间调度是经典作业车间调度的扩展。它在体现生产柔性的同时,不但考虑了两种制造资源的约束,而且综合考虑了企业内各部门对调度的期望,能更好地符合现代车间制造的需求,对其研究有着重要的理论意义和实践意义。首先,本文提出了包括交货期满意度、产品质量、成本、加工的可靠性和绿色性（能量消耗和噪声）在内的调度优化目标,并阐述了各个目标选择的意义以及度量方法。其次,本文从确定条件下和不确定条件下两个方面对双资源多目标柔性作业车间调度问题进行了研究。针对多目标优化问题的特点,本文在确定条件下采用了带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）来对问题进行求解;在不确定条件下,针对模型中含有不确定变量,本文采用灰色机会约束规划的方法对模型进行转化,并采用了灰色模拟技术和NSGA-Ⅱ相结合的方法对问题进行求解。最后,由于多目标优化问题通常得到的是一组Pareto最优解,有必要对一组Pareto调度方案进行评价,帮助企业进一步选择合适的调度方案。本文在主观赋权和客观赋权的基础上,采用最小二乘的方法对指标进行组合赋权,然后对理想解法进行改进,采用改进后的理想解法对调度方案进行评价,并通过算例验证了方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本文的结构框架与章节安排
• 第二章 相关理论基础
• 2.1 车间调度问题
• 2.1.1 问题描述
• 2.1.2 车间调度问题的特点
• 2.1.3 车间调度问题分类
• 2.1.4 车间调度问题的求解方法
• 2.2 多目标优化理论
• 2.2.1 多目标优化的产生和发展
• 2.2.2 多目标优化的基本概念
• 2.2.3 多目标优化技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 双资源柔性作业车间调度优化目标的选择
• 3.1 优化目标的选择
• 3.1.1 交货期满意度
• 3.1.2 产品质量
• 3.1.3 成本
• 3.1.4 可靠性
• 3.1.5 绿色性
• 3.2 优化目标的度量
• 3.2.1 交货期满意度的度量方法
• 3.2.2 产品质量的度量方法
• 3.2.3 成本的度量方法
• 3.2.4 可靠性的度量方法
• 3.2.5 绿色性的度量方法
• 3.3 本章小结
• 第四章 双资源多目标柔性作业车间调度
• 4.1 确定条件下双资源多目标柔性作业车间调度
• 4.1.1 问题描述及基本假设
• 4.1.2 数学模型
• 4.1.3 基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法的模型求解
• 4.1.4 算例仿真
• 4.2 不确定条件下双资源多目标柔性作业车间调度
• 4.2.1 问题描述及基本假设
• 4.2.2 加工时间不确定下的灰色数学模型
• 4.2.3 基于灰色机会约束规划的数学模型转化
• 4.2.4 基于灰色模拟技术与NSGA-Ⅱ的模型求解
• 4.2.5 算例仿真
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于改进理想解法和组合赋权的调度方案评价
• 5.1 调度方案评价的目的
• 5.2 评价方法的选择及改进
• 5.3 基于改进理想解法的调度方案评价
• 5.3.1 数据的无量纲化处理
• 5.3.2 组合赋权
• 5.3.3 确定理想方案
• 5.3.4 计算距离和余弦
• 5.3.5 计算方案的相对贴近度
• 5.4 算例分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录