多级制造车间生产计划与调度集成优化研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文多级制造车间生产计划与调度集成优化TheResearchontheIntegratedOptimizationofProductionPlanningandSchedulingofMultistageManufacturingWorkshop作者：张德强单位：信息科学与工程学院指导教师：王艳红教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年03月01日学位授予单位：沈阳工业大学摘要随着科学技术的发展，制造业的生产规模越来越大，生产环境更加复杂多变。制造企业通

2、过制定合理的生产计划，可以提高机器利用率，降低生产成本，最小化完工时间，从而提高企业的生产效率和经济效益。目前在解决生产计划问题时常常使用递阶式算法进行求解，然而这类方法存在着生成的生产计划不能保证得到一个可行的调度解等明显的不足，为此本文对制造车间的生产计划与调度集成优化问题进行了研究。目前大多数制造企业都采用多级制造系统，其各级子系统可以实现加工、装配等制造过程，但是现有对车间生产计划和调度集成优化问题的研究局限于单级车间，针对某些特定问题的完备建模研究还不够深入。针对这一问题，本文研究了柔性作业车间

3、的生产计划和调度集成优化问题，分析了生产计划和调度同时进行优化的集成模型。进一步基于生产计划和调度集成优化思想，建立了多级制造车间的生产计划和调度集成优化模型，克服了传统递阶分解方法制定生产计划的不足。首先针对一类零件加工有准备时间的成批生产的柔性作业车间建立生产计划和调度集成优化模型，给出了能够保证批量连续加工的条件，并且对遗传算法的编码策略、交叉和变异运算进行改进，给出了一种分层编码的混合遗传算法（HGA），为了提高算法的效率，采用了一种自适应的参数更新策略。然后研究了一类多级制造车间的集成优化问题，

4、该多级制造系统由一级作业车间和一级装配车间串联构成。该模型考虑了各级产品间的约束关系以及产品的运输时间。多级车间的生产计划和调度模型求解复杂，提出了一种基于遗传进化的启发式遗传算法（IGA），通过使用启发式规则提高了算法的搜索效率。仿真和算法比较实验结果证明了算法的有效性。关键词：多级制造车间，生产计划，调度，集成优化IAbstractThedevelopmentofscienceandtechnologyhasbroughtaboutthegrowingproductionscaleofmanufact

5、uringindustryandthemorecomplexandchangeableproductionenvironment.Throughtheformulationofreasonableproductionplansandschedules,manufacturingenterprisescanimprovetheutilizationrateofmachines,reducetheproductioncostandminimizethecompletiontime,thusboostingth

6、eirproductionefficiencyandeconomicbenefits.Atpresent,thehierarchicaloptimizationalgorithmsareadoptedtosolvetheproblemsinproductionplanning,butthesealgorithmshaveobviousshortcomings.Forexample,thegeneratedproductionplancannotguaranteeafeasibleschedulingsol

7、ution.Consequently,thisthesisconductsresearchontheintegratedoptimizationofproductionplanningandschedulinginmanufacturingworkshops.Currently,themajorityofmanufacturingenterprisesareusingthemultistagemanufacturingsystemwhosesubsystemscanrealizetheprocessing

8、,assemblyandothermanufacturingprocesses,buttheexistingresearchesontheintegratedoptimizationofproductionplanningandschedulinginmanufacturingworkshopsareconfinedtothesingle-levelworkshops,thecompletemodelingresearchon