论文蚁群算法及灰色理论在制造资源优化配置中的应用

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1、蚁群算法及灰色理论在制造资源优化配置中的应用摘要：围绕网络化环境下车间制造执行系统对制造资源的特殊需求，本文采用基于种群的自然启发式算法一一蚁群算法解决制造任务中工序驱动的制造资源优化配置问题。首先根据工艺规划将零件加工任务分解为按照时间先后排列的工序集;然后在每个工序节点上利用灰色关联理论解决多目标问题屮的优势，通过多层次灰色关联系数的确定，筛选出一定数量满足要求的候选制造资源，从而缩小问题域的范围；最后利用蚁群算法从运输成本角度出发寻找零件加工最优的制造资源选择路径，以实现协同制造过程中制造资源优化配置。关键词：制造资源优化配置；灰色关联；蚁群算法；制造资源选择Applicatio

2、nofAntColonyAlgorithmandGreyRelationTheoryinManufacturingResourceOptimizationDeploymentAbstract:Accordingtorequirementofplantmanufacturingexecutionsystembasedonnetworkedmanufacturingenvironment,thepaperresolvesmanufacturingresourceoptimizationdeploymentproblembyantcolonyalgorithmandgreyrelationt

3、heory:Firstly,manufacturingtaskisdividedintoseriesofworkingprocedureintimeorderbytechnologicplanning.Secondly,considerablecandidatemanufacturingresourcesareselectedintermsofmulti-hierarchygreyrelationcoefficientateachworkingprocedurenodetoreducethesizeofproblem.Lastly,manufacturingresourcedeploy

4、mentpathisdecidedbymakinguseofantcolonyalgorithminlightoftransportationcost・Keyword:manufacturingresourceoptimizationdeployment;greyrelationtheory;antcolonyalgorithm;manufacturingresourceselection.1前言随着网络技术深入广泛的应用，网络化制造正成为制造业竞相发展的制造模式之一，从微观层次上分析：其主要通过网络化环境实现企业各部门之间的协同工作，保证企业资源的合理、有效的利用山。我国制造业特别是

5、国防企业为了实现快速响应市场需求的目标，正在或已经实施业务流程重组，实行扁平化的组织管理模式，加强了车间自主能力，车间制造执行的效率业已成为影响企业生存的关键，所以支持网络环境的车间制造执行系统（MES）是国内外专家学者目前研允的热点之一。网络化环境下MES顺利运行与否取决于两方面因素：首先是对车间资源信息及时、准确的追踪和管理，其次为合理配置制造资源，在资源状态信息及吋反馈的基础上，通过相应的算法实现车间自动的排产和派工。针对前者，需要解决的关键的问题是如何准确的跟踪和监控设备、物料及工装的信息并对其进行有效数据管理，后者的重点是怎样制定合理有效的配置制造资源。制造资源优化配置从本质

6、上来说属于Job-Shop问题，是一类典型的NP-hard组合优化问题，经典调度理论中解决调度问题的方法主要有三类：解析优化方法、穷举优化方法和启发式方法⑵。前两种属于精确的求解方法，但受问题性质和规模的限制；后一种方法在一般情况下只能得到近似最优解，属于近似算法，但可以解决大部分的调度相关问题，所以应用的比较广泛。针对制造资源优化配置这一组合优化问题，本文采用基于种群的自然启发式算法一一蚁群算法解决制造任务中工序驱动的制造资源优化配置问题，通过基于模型的搜索方法寻找某个加工任务的合理的制造资源选择路径；同吋，为解决蚁群算法中有关解构造过程计算量大的问题，作者首先进行制造资源趾置的前期

7、处理一一制造资源的优化选择，运用灰色关联理论，从加工能力、设备负荷等方面对其进行筛选，以期减少问题域求解过程小时间及空间上的复杂度。2车间制造任务建模为了有效完成制造资源的快速配置，就必须对网上发布的制造任务进行正确合理的描述，以便快速的发现和选择制造资源。制造任务种类繁多，如零件切削加工、零件热处理、塑料件注塑加工、冲压件生产、快速原型加工等⑶，而且不同任务的特征及加工能力需求都不尽相同，所以制造任务的描述模型呈现多样性，本文以金属切削加工为