發(fā)布時(shí)間：2020-05-31 05:04

【摘要】：生產(chǎn)調(diào)度是制造系統(tǒng)的基礎(chǔ),有效的調(diào)度方法和優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造和提高生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。車間調(diào)度是一類典型的生產(chǎn)調(diào)度,從數(shù)學(xué)規(guī)劃的角度看,車間調(diào)度可以表達(dá)為:在等式或不等式約束下,優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。幾十年來(lái),車間調(diào)度問(wèn)題的研究得到了快速的發(fā)展,然而研究的重點(diǎn)大多集中在單資源車間調(diào)度問(wèn)題,即只考慮機(jī)器設(shè)備的車間調(diào)度問(wèn)題而忽略了具有操作能力工人的限制。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中為了完成一個(gè)工作,往往機(jī)器和工人是同時(shí)需要的。我們把機(jī)器設(shè)備和操作工人兩個(gè)資源都受到限制的車間調(diào)度問(wèn)題稱為雙資源車間調(diào)度問(wèn)題。車間調(diào)度的核心問(wèn)題是模型和算法,本文則利用Petri網(wǎng)建模,應(yīng)用混合算法優(yōu)化求解。Petri網(wǎng)作為一種圖形化和數(shù)學(xué)化的建模工具,與傳統(tǒng)的建模、分析和控制方法相比,能夠提供一個(gè)集成的建模、分析和控制環(huán)境,它能較好地描述離散事件的動(dòng)態(tài)過(guò)程,為車間調(diào)度的設(shè)計(jì)提供便利。對(duì)于混合算法的設(shè)計(jì),相關(guān)研究表明遺傳算法和模擬退火算法在求解大規(guī)模復(fù)雜調(diào)度問(wèn)題時(shí)顯示出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),但也都有其局限性。遺傳算法采用群體并行搜索,算法傾向于擴(kuò)大搜索空間以在大范圍內(nèi)搜索,但其局部搜索能力差,容易過(guò)早收斂;模擬退火算法采用串行優(yōu)化結(jié)構(gòu),其搜索策略可以避免搜索過(guò)程陷入局部最優(yōu),但對(duì)整個(gè)搜索空間的狀況了解不多,不便于大范圍的搜索。我們通過(guò)設(shè)計(jì)混合遺傳算法,整合兩種算法的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又克服兩種算法的缺陷。 本文以Petri網(wǎng)和將遺傳算法與模擬退火算法相結(jié)合的混合遺傳算法為工具,對(duì)具有多條加工路徑的雙資源車間調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行研究。通過(guò)算例的驗(yàn)證,證明了混合遺傳算法的優(yōu)越性。 本文的主要研究工作可以概括為以下幾個(gè)方面; 1、用賦時(shí)Petri網(wǎng)對(duì)雙資源車間調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行建模,對(duì)所建立的模型進(jìn)行死鎖和資源競(jìng)爭(zhēng)分析。 2、基于目標(biāo)函數(shù)和Petri網(wǎng)模型,使用變遷的激發(fā)序列對(duì)染色體進(jìn)行編碼,使得混合遺傳算法操作都是對(duì)Petri網(wǎng)的基本元素進(jìn)行操作,和空間元素?zé)o關(guān),克服了空間狀態(tài)爆炸問(wèn)題。 3、最后以具體的雙資源車間調(diào)度系統(tǒng)為例進(jìn)行求解,以c++為工具,實(shí)現(xiàn)所提出的算法,對(duì)比混合遺傳算法和遺傳算法的結(jié)果,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證算法的優(yōu)越性。
【圖文】：

圖 5-4 工人與設(shè)備關(guān)系窗口Fig 5-4 Relation window between workers and machines當(dāng)然我們通過(guò)隨機(jī)算法設(shè)置的工人加工信息和我們現(xiàn)實(shí)的需求是有差別的，這里我們引入修改機(jī)制，通過(guò)一個(gè)錄入模塊如圖 5-5 所示，對(duì)工人工人的加工信進(jìn)行修改，通過(guò)工人號(hào)、機(jī)床號(hào)和操作信息的錄入，添加、修改或者刪除工人加工信息。

列代表機(jī)床，關(guān)系矩陣中的元素為加工關(guān)系，1 表示該工人可以操該機(jī)器，0 則表示該工人不可以操作該機(jī)器。圖 5-4 工人與設(shè)備關(guān)系窗口Fig 5-4 Relation window between workers and machines當(dāng)然我們通過(guò)隨機(jī)算法設(shè)置的工人加工信息和我們現(xiàn)實(shí)的需求是有差別的，這里我們引入修改機(jī)制，通過(guò)一個(gè)錄入模塊如圖 5-5 所示，，對(duì)工人工人的加工信進(jìn)行修改，通過(guò)工人號(hào)、機(jī)床號(hào)和操作信息的錄入，添加、修改或者刪除工人加工信息。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP301.1;TH186

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊旭;船舶企業(yè)車間作業(yè)計(jì)劃方法與系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2689336