动态车间调度问题调度规则算法的仿真试验及评价方法研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringResearchonMethodsofSimulationTestandResultEvaluationforDispatchingRule-basedAlgorithminDynamicJobShopSchedulingProblemMasterCandidate:QIANGuojieMajor：Mechanicalengineerin

2、gSupervisor：Prof.XIONGHegenWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay16th,2015摘要制造系统实际的调度问题基本都属于复杂、动态和大规模调度问题，对于这类调度问题，采用调度规则算法进行求解，可以快速有效地求得满足工程要求的近优解或满意解。为此，本文围绕动态车间调度问题，针对其调度规则算法的仿真试验及其评价方法进行了研究。针对三类典型的动态车间作业调度问题：工件单件陆续到达的动态Jobshop调度问

3、题、工件分批陆续到达的动态Jobshop调度问题和考虑机器故障的动态JobShop调度问题，提出了调度问题各要素的基本属性生成方法，建立了数学模型，研究了案例生成技术，并通过仿真得出了案例数据。阐述了仿真调度试验的设计方法，包括机器总数量及调度工件总数量的确定、仿真调度的样本数据采集方法和步骤、车间利用率的设置和交货期宽裕度系数设置的改进方法。研究了以调度规则作为自变量，将单因素完全随机区组设计和单因素方差分析与仿真试验数据的统计和调度规则的评价相结合的方法。最后针对工件单件陆续到达和工件分批陆续到达两类调度问题采用基

4、于优先规则的启发式算法进行了完整的仿真调度试验，验证了前述案例生成、仿真调度、数据采集、结果分析评价等的可行性和有效性。关键词：动态调度；调度规则；仿真调度；结果评价IAbstractMostactualschedulingofmanufacturingsystemarecomplex,dynamicandlarge-scaleschedulingproblems.Forthistypeofschedulingproblems,usingthealgorithmofschedulingrules,itcanbesolv

5、edquicklyandefficientlytogetthecloseoptimalsolutionoraccuratesolutioninordertomeettheengineeringrequirements.Inthispaper,methodsofsimulationtestandresultevaluationarestudiedfordispatchingrule-basedalgorithmindynamicjobshopschedulingproblem.Forthethreekindsoftypi

6、caldynamicjobshopschedulingproblems：Dynamicjobshopschedulingproblemwithjobsreleaseone-by-oneintermittently，dynamicjobshopschedulingproblemwithjobsreleasebatch-by-batchintermittentlyanddynamicjobshopschedulingproblemwithmachinebreakdown．Thispaperpresentsthemethod

7、stogeneratethebasicattributesofeachelementofschedulingproblem,thenestablishesthemathematicalmodel,andstudiesthetechniqueofcasegeneration,besides,thedataisobtainedthroughthesimulationcases.Thispaperalsoprovidesthedesignmethodsofthesimulationschedulingtest,whichin

8、cludethemethodtodecidethetotalnumberofmachineandthetotalnumberofjobs,methodsandstepsofacquiringsampledataofsimulationscheduling,methodsofhowtosettheshoputilizationand