基于迁移工序结束时间的三车间综合调度算法研究

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1、基于迁移工序结束时间的三车间综合调度算法研究第1章绪论1.1课题研究背景及意义在世界经济水平迅猛发展的背景下，各大生产企业以及加工制造工厂必须更加有效的缩短产品生产周期，加快产品加工速度，合理利用有限的生产加工资源才能满足经济的需求，合作客户的需要，使效益水平不断扩大。能达到此需求的有效途径则是调度问题的研究，生产企业以及加工制造工厂的调度问题，所涵盖的研究内容极为广泛，由于生产加工资源的地理因素制约，和全球协同战略的发展，越来越多分布在不同地理位置的多个企业和工厂的多个生产车间，选择协同合作的分布式制造体系，但其主要目标是要在尽可能短的时间内，

2、充分整合利用加工资源创造出最大利润。调度问题虽然是在生产行业中提出，但是该问题如今已渗透到各行各业，多种技术领域，如交通运输，旅游计调，操作系统等，不可否认这些调度问题的核心，即是在合理利用有限资源。在尽可能有限成本下，优秀的完成目标。如今计算机技术的发展日新月异，这对生产企业以及加工制造工厂的调度问题的解决，提供了优秀的技术手段，如计算机仿真调度[1,2]，或者集成制造[3,4]等，而在这些采用计算机支持技术之中，其技术核心则是高效的调度算法，因此研究出完整高效，且能满足不同地理位置的多个企业或工厂的多个车间的调度算法，对优化生产企业以及加工制

3、造工厂的生产水平，完成其生产目标，有着至关重要的作用。如今社会对产品的需求处于不断变化中，往往曾经工艺流程简单，大批量集群生产的产品，满足不了客户对工艺流程复杂，品种多样化较强，数量唯一性较高，极具个性化的产品的渴求，而该类产品的生产调度流程一般可归结为两种类型，第一种类型如图1-1，仅针对产品生产工艺的加工过程，第二种类型如图1-2，仅针对产品生产工艺的装配过程，但是，以往的调度算法研究如蚁群算法[5,6]、粒子群算法等[7,8]研究，将以上两类过程分别处理，却没有注意到此种处理形式，破坏了生产调度流程中的加工过程与装配过程的并行机制，为了防止

4、此种机制遭到削弱，提出了将两类过程一同处理的综合调度[9]。.1.2分布式调度国内外研究现状调度优化问题是NP-hard问题[14]，但其具有的实际意义，一直鼓舞着生产制造企业和学术领域的国内外专家学者，他们不断进行探索与研究，并设计了大量有效的求解方法，解决调度问题领域的多种难题，并为以后学者们的研究提供了大量参考，具有指导作用。调度问题的求解方法按照其结果的精确程度主要分类两种类型，如图1-3所示，一种类型是精确求解法，该类型主要包括数学规划法，分支定界法，拉式松弛法等[15,16]，另一种是近似求解法，该类型主要包括遗传算法，启发式算法，模

5、拟退火法，人工神经网络法等[17-19]。另外随着近年来，人工智能技术的飞速发展，采用人工智能技术，以智能调度的形式解决调度优化问题，同样取得了巨大的研究成果。多车间的调度问题，与以往的单一车间相比，约束更加苛刻，资源利用需要更加合理，任务分配更加困难，但由于生产加工资源的地理因素制约，和全球协同战略的发展，越来越多分布在不同地理位置的多个企业和工厂的多个生产车间，选择协同合作的分布式制造体系，因此，国内外专家再此驱动之下，进行了探索与科研，作出诸多贡献。Enjalbert等，提出了一种多工作站进行分布式调度的可行性评估的仿真技术，该项技术的应用

6、领域，主要面向多工厂或者多车间的分布式制造网络，以及分布式的供应链调度[20,21]。在该技术中，提出了多个生产车间的分布式仿真概念，并称为虚拟多车间，在多个车间的生产任务执行的协调中，以及生产规则的协调中产生的复杂约束，协同时间的同步等问题，都能够在设计的分布式调度体系中得到有效解决，由于采用了更高一级的分布式调度体系制定的规则进行整个体系的调控，不但确定多个车间的任务时间，而且保证制造单元的任务的同步性。有效的达到了多工作站进行分布式调度可行性的仿真效果，确保了多车间的分布式制造网络的稳定性，同步性，可靠性。第2章综合调度问题综述2.1综合调

7、度问题概述如今社会对产品的需求处于不断变化中，往往曾经工艺流程简单，大批量集群生产的产品，满足不了客户对工艺流程复杂，品种多样化较强，数量唯一性较高，极具个性化的产品的渴求，因此，大多数制造企业或加工工厂，已经将多品种，小批量的，单件复杂产品视为主要的获利生产对象，与利润。该类产品的生产调度流程一般可归结为两种类型，第一种类型仅针对产品生产工艺的加工过程，第二种类型仅针对产品生产工艺的装配过程。但是，以往的生产作业模式与制造流程，以上两类过程分别处理，却没有注意到此种处理形式，破坏了生产调度流程中的加工过程与装配过程的并行机制[32,33]，若其

8、并行机制遭到削弱或者分割，势必会影响制造周期，扩大时间成本，为了防止破坏两类过程的并行机制，提出了产品加工和装配一同处理的综合调度，因此