基于混合算法的车间作业调度问题研究

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1、郑州大学硕_卜学位论文绪论研究开发阶段，却显示出解决实际车间调度问题的良好应用前景。此外，最近发表的文献显示，专家学者不断提出新的调度算法并把它们应用于实际调度领域，但由于调度算法本身难免会有某些缺陷，单独求解实际车间调度问题，会浪费大量计算时间甚至求解得出的最优结果很可能只是问题的局部最优解，为了缩短计算实际、避免陷入问题的局部最优解，往往采用多种调度算法结合使用，这样能够实现算法优缺点互补更好地符合实际生产调度，进而找到问题全局最优解。1.3课题研究背景及选题意义目前，大多数制造企业都存在企业经营战略决策和实际车间生产相脱节的现象，使制造业不能有效地协调发展，给企业带来巨大浪费。

2、生产调度处于CIMS(comPuterintegratedmakingsystem，一计算机集成制造系统)体系结构的中间层，是控制和管理一体化的结合处，起着承上启下的作用，一方面向上为企业经营战略决策者提供决策依据，另一方面向下安排生产加工任务，指导监督控制层的运作。因此，有效合理的生产调度方法结合车间生产计划能够消除企业管理和控制相脱节这一现象，能够加深企业对生产过程机制及关键数据的理解，提高企业的生产能力，进而降低生产占用的库存费用。另外，根据美国Ingersoll铣床公司对传统的制造工厂从原材料进厂到产品出厂的制造过程的分析，结果表明，对一个机械零件来说，只有5%的时间是在机床

3、上加工;95%的时间零件都在不同的地方和不同的机床之间运输或者等待。这在很大程度上影响车间生产制造的成本和效率，减少这95%的浪费时间，是提高制造生产率、实现快速交货、降低生产成本的重要方向，而优化生产调度是减少这部分时间的主要手段。所以，车间生产调度具有非常重要的研究价值。由于生产调度具有建模复杂性、动态随机性、多约束性、多目标性、计算复杂性等特点，所以，车间生产调度是NPH盯d完全问题，应用常规算法很难得到最优解。越来越多的专家学者对智能优化算法研究发现，智能优化算法在解决车间调度NPHard问题时能得到比其他算法较优的优化结果。其宏观、随机搜索最优解的性能明显要好于其他传统优化

4、算法。因此，对智能优化算法在车间生产调度上的应用研究具有很重要的理论和使用价值ls]。1.4本文的创新点及研究主要内容本文研究的主要内容是车间生产调度问题，传统中的车间调度多为有固定工艺路线的车间调度，这严重影响设备利用率、生产效率等指标。一般工艺人员在做工艺路线时，对于每一个零件的每道工序都可以在不同设备上加工，具体给一道工序分配那个加工资源，一般都是工艺人员根据经验而定，所以不同工艺人员做的工艺路线往往不相同。本论文为了得到更优的工艺路线，为了体现工艺路线灵活性，在做工艺路线郑州人学硕!一学位论文1绪论时可以为工件安排多条工艺路线，然后在调度时进行优化选择最优的，Nasr[’]等

5、的研究表明为工件制定多条工艺路线，然后用算法搜索其中最优的工艺路线，能有效地提高生产率。因此本论文主要解决多资源、多目标车间生产调度问题。由于调度理论研究与实际运用之间有巨大的差距，以后的研究会进一步注重实际运用，深入实际，找出车间管理与调度诸多因素的内部关系，建立最能反映生产需要的调度模型;研究车间计划与车间调度之间的关系，建立计划与调度的集成模型，从整体进行优化研究;进一步研究先进制造系统模式，探索开发快速适用的智能调度算法。为了更好接近实际，体现智能调度算法求解车间调度的威力，本论文使用遗传算法和蚁群算法相结合使用，并结合车间生产计划来进行车间调度优化，优化指标为生产周期、最小

6、延迟交货期。论文的创新点和主要工作如下:1、提出一种更高效的混合算法。该算法将遗传算法的全局搜索优势和蚁群算法的局部最优解搜索能力相结合，既具有遗传算法强大的宏观随机搜索能力，同时又利用了蚁群算法的局部搜索能力，不但避免算法陷入局部最优解，而且扩大了随机搜索空间加快算法收敛速度。2、分别以最短加工流程时间和总延迟交货时间最短为优化指标，研究了车间作业调度问题，并利用混合算法对调度问题进行优化。3、应用Visualbasie2005面向对象开发工具、以Sqlserver2000为数据库平台，开发出基于混合算法的车间作业调度原型系统。郑州大学了吹l一学位论文2车间调度问题概述2车间调度问

7、题概述2.1车间调度问题的概念自从1945年，Johnson对两台机床的F10wshop型调度问题进行了研究，发表第一篇关于流水车间调度问题的文章ls]以来，人们对车间调度开始了广泛的理论研究，发表了近20000篇车间调度方面的文献，其中有八篇是专著。在理论研究中，车间作业调度问题常被称为排序、资源分配或者组合优化问题。总的来说，车间调度问题就是在特定时间内合理配置车间的有限资源，以满足特定目标的要求。从数学规划的角度看，车间调度问题可以表示为在一组等式和