基于混合遗传算法的柔性制造系统调度研究

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1、分类号：TB491密级：公开UDC：621编号：10299S1303036JIANGSUUNIVERSITY硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：基于混合遗传算法的柔性制造系统调度研究学科专业：机械制造及其自动化作者姓名：于璐指导教师：任乃飞教授答辩日期：2016年6月7日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

2、对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全

3、文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日基于混合遗传算法的柔性制造系统调度研究ResearchonSchedulingforFlexibleManufacturingSystemBasedonHybridGeneticAlgorithm专业名称机械制造及其自动化指导教师任乃飞姓名于璐2016年6月江苏大学硕士学位论文摘要近年来，随着全球经济和网络技术的飞速发展，用户对产品的需求日趋多样化，这促使产品的生产模式由大批量生产向多品种、中小

4、批量生产过渡。为了应对激烈的市场竞争和满足客户多元化的需求，适于多品种、中小批量生产的柔性制造系统应运而生。在柔性制造系统中，生产调度的优化和调度系统的开发不仅能够有效提高调度效率，而且能够缩短产品制造周期、改善设备利用率，从而实现制造系统更深层次的柔性化。由此可见，柔性制造系统的调度研究具有极其重要的应用价值和现实意义。论文以柔性制造系统为研究对象，基于混合遗传算法对其生产调度问题展开研究，主要研究内容包括以下几方面：首先，研究了柔性制造系统生产调度问题的优化算法。在对遗传算法和模拟退火算法的优缺点进行分析的基础上，构建了一种结合二者

5、优势的混合遗传算法，该算法在新解的接受机制和搜索行为上都进行了改进，并将模拟退火算法的Metropolis接受准则引入到算法的进化过程中。然后针对带有单台自动引导小车（AGV）的柔性制造系统生产调度问题，对该混合遗传算法的遗传算子、编码和解码方式进行改进。其次，利用改进的混合遗传算法对带有单AGV的柔性制造系统生产调度问题进行研究。根据具体的调度问题，结合生产实际，将单AGV调度和工件调度相集成，建立起调度问题的数学模型，并设计出AGV调度策略。为了验证混合遗传算法求解调度问题的可行性和优越性，分别以混合遗传算法和标准遗传算法为工具对调

6、度问题的求解过程进行实例仿真，得到了优化的工件加工顺序、AGV任务执行路径和调度结果甘特图。仿真结果表明：较之标准遗传算法，本文构建的混合遗传算法对柔性制造系统生产调度的优化效果更好，在相同工件数目的前提下，混合遗传算法能够更大程度地提高设备利用率、缩短系统的总加工时间；此外，合理安排工件的加工时间同样有利于提高设备平均利用率。最后，针对本校数字化设备实验室的柔性制造系统进行调度系统的设计和测试运行。根据系统的需求分析，设计出调度系统的六大功能模块，确定系统基于B/S的三层体系结构，并设计出系统数据库。利用ASP.NET技术对调度系统进

7、行测试运行，给出了主要功能界面的测试效果图。测试结果表明：调度系统能够满足设计初衷，实现初始设计的各项功能，且运行稳定。I基于混合遗传算法的柔性制造系统调度研究关键词：柔性制造系统，生产调度，混合遗传算法，自动引导小车，调度系统II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheeconomyandthenetworktechnique,users’demandsforproductsarebecomingincreasinglyvarious,whichpromotethetransitio

8、nfromtraditionalmassproductiontomulti-productsandsmall-batchproduction.Inordertomeettherequirementsofbo