bck

收藏本站

多目标柔性作业车间调度模型及其进化算法研究

【摘要】:对于采用多品种小批量柔性生产方式的离散制造企业,合理的车间调度方案能够提高企业生产效率并节约生产成本。同时,柔性作业车间调度问题也是典型的NP难组合优化问题,因而该问题已成为工业界和学术界共同研究的热点。该问题的研究难点体现在:(1)不同优化目标之间可能彼此相互冲突;(2)加工时间和交货期等重要参数带有不确定性;(3)在加工生产过程中,存在着很多动态干扰因素,比如机器故障(修复)和紧急插单等突发事件。此外,考虑到计算复杂性,该类问题不能够被数学方法在多项式时间内精确求解。近年来,由模拟生物进化过程发展而来的进化算法被国内外学者广泛研究,为求解该类问题提供了有效的方法和手段。尽管针对柔性作业车间调度问题的多目标性、不确定性和动态性开展了很多研究工作,并取得了丰富的研究成果,但是过往的研究大多针对这三个特性中的某一特性单独展开,很少同时考虑多个特性。对于多目标性的研究主要集中在以完工时间和机器负荷为常用优化目标的低维多目标调度问题上,对于同时考虑多于三个优化目标的高维多目标调度问题不为关注。另外,对于同时考虑多个动态事件的调度问题也研究较少。这些问题由于包含的约束更多且目标值求解更加困难,对于优化算法的求解质量和效率都提出了更高的要求,大大增加了研究难度。本文正是针对这些更为复杂的研究问题,从构造调度模型和设计相应有效的进化优化方法上开展研究。具体研究内容如下:1.针对低维静态多目标柔性作业车间调度问题的已有求解方法在寻优能力上的不足,提出了一种基于分解的多目标模因演算法。算法采用混合不同机器分配和工序排序规则的方法来提高初始化种群解的质量和多样性。将基于分解的多目标进化算法MOEA/D结合基于调度问题的进化算子来作为全局搜索算法。此外,算法设计了基于移动关键工序的局部搜索方法来提高局部改良能力。实验结果表明所提算法能够维持Pareto前沿收敛性和多样性的平衡,并具有较好的计算效率。2.针对加工时间和交货期不能用精确值表示的问题,将它们分别采用三角和梯形模糊数表示,研究了多目标模糊柔性作业车间调度问题,并提出一种求解该类问题的模因演算法。考虑到MOEA/D的聚合函数不适用于不确定值,算法采用NSGA-II作为全局搜索算法。定义了两个模糊数比较的可能度,并进一步给出基于模糊可能度的个体支配关系。提出了一种改进的基于决策空间的拥挤算子维持种群多样性。此外,算法设计了基于变邻域的局部搜索来增强局部开发能力。实验结果表明相比于其它算法,所提算法具有很好的收敛能力。3.考虑到不确定加工时间的模糊隶属度函数很难确定而获取其区间范围非常容易,将加工时间采用区间数表示,构建多目标区间柔性作业车间调度模型,并提出基于NSGA-II的多目标进化算法进行求解。算法将机器分配和工序排序规则结合区间数操作用于初始化种群。定义一种基于区间可能度的个体支配关系并设计了结合区间目标归一化的超体拥挤距离来改善Pareto解集的收敛性和分布性。实验结果表明算法能够保证计算效率,并能够得到收敛性好且分布均匀的Pareto前沿。4.同时考虑完工时间、机器负荷、交货期、成本、质量和能耗指标,构建了高维静态多目标柔性作业车间调度模型。鉴于NSGA-II基于拥挤距离的环境选择机制并不适用于高维多目标优化问题,进一步采用NSGA-III算法求解所建模型。由于考虑的调度问题中机器具有不同的加工速度,因而算法提出一种包含机器分配、工序排序和速度选择三部分的编码方法,并设计了相对应的插入空隙解码方法和有效的进化算子。此外,设计了集成多属性决策过程用于从Pareto解集中选择出最符合决策者偏好的解。实验结果验证了NSGA-III求解该类问题的有效性。5.针对调度过程中可能出现的机器故障(修复)和紧急工件到达三个突发事件,深入研究了高维动态多目标柔性作业车间调度问题,提出了一种基于NSGA-III的预反应调度方法。利用周期结合事件驱动的重调度策略将动态调度过程划分成多个静态调度窗口,在每一个静态窗口利用NSGA-III算法来同时优化调度效率、稳定性、机器负荷和能耗四个目标。此外,算法采用混合策略来产生初始化种群以便保留原始调度方案信息并维持系统稳定性。实验结果表明了所提方法相比于其它调度方法的优越性。6.根据某塑料制品厂模具加工车间具体的生产情况,将上述理论成果应用于实际车间生产,开发了多模式排产优化调度系统,介绍了系统的体系结构和功能模块,并给出了系统的实际实施结果。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 吴正佳;林攀;张成;祝小琴;罗月胜;;基于效率规则的混合作业车间调度算法应用研究[J];三峡大学学报(自然科学版);2013年02期
2 胡乃平;王培丽;;基于微粒群算法的柔性作业车间调度方法[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2011年03期
3 苏春;王大侠;;基于改进遗传算法的偏柔性作业车间调度[J];工业工程;2010年06期
4 刘晓霞;谢里阳;陶泽;郝长中;;基于生产费用的柔性作业车间调度优化[J];东北大学学报(自然科学版);2008年04期
5 余琦玮,赵亮,潘双夏;基于遗传算法的柔性作业车间调度优化[J];组合机床与自动化加工技术;2004年04期
6 张国辉;党世杰;;数据驱动下的动态柔性作业车间调度研究[J];机械设计与制造;2017年06期
7 苏子林;车忠志;冯宝富;;求解多目标柔性作业车间调度的改进遗传算法[J];鲁东大学学报(自然科学版);2015年04期
8 薛宏全;魏生民;张鹏;杨琳;;基于多种群蚁群算法的柔性作业车间调度研究[J];计算机工程与应用;2013年24期
9 张超勇;董星;王晓娟;李新宇;刘琼;;基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间调度[J];机械工程学报;2010年11期
10 程蓉;;模糊生产环境下作业车间调度优化方法研究[J];现代制造工程;2007年07期
11 黄辉;宁涛;;云计算环境下的模糊柔性作业车间调度方法[J];信息与电脑(理论版);2015年19期
12 彭建刚;刘明周;张铭鑫;张玺;葛茂根;;基于改进非支配排序的云模型进化多目标柔性作业车间调度[J];机械工程学报;2014年12期
13 闫树;刘志雄;;柔性作业车间调度的演化策略优化[J];机械制造;2010年09期
14 邬文尧;蔡鸿明;姜丽红;;柔性作业车间调度中的组合遗传优化研究[J];计算机工程与应用;2009年22期
15 尹作海;邱洪泽;周万里;;基于改进变异算子的遗传算法求解柔性作业车间调度[J];计算机系统应用;2009年10期
16 阎志华,丁秋林;用蜂群算法实现动态作业车间调度[J];组合机床与自动化加工技术;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 尹作海;邱洪泽;周万里;;基于改进变异算子的遗传算法求解柔性作业车间调度[A];第三届中国智能计算大会论文集[C];2009年
2 娄小芳;邹逢兴;高政;曾令李;欧微;;求解作业车间调度问题的一种改进的遗传算法[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王春;多目标柔性作业车间调度模型及其进化算法研究[D];江南大学;2018年
2 谷峰;柔性作业车间调度中的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 吴秀丽;多目标柔性作业车间调度技术研究[D];西北工业大学;2006年
4 王晓娟;多目标柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
5 李莉;柔性作业车间调度中的群智能优化算法研究[D];东北林业大学;2011年
6 张国辉;柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2009年
7 焦璇;基于混合量子算法的柔性作业车间调度问题研究[D];大连理工大学;2015年
8 刘鹏飞;混合生产形态下的作业车间调度关键技术研究[D];大连交通大学;2012年
9 李平;不确定条件下混装和作业车间调度问题研究[D];武汉科技大学;2013年
10 袁坤;智能制造系统车间生产计划与调度[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘伟;双柔性多目标作业车间调度方法研究及原型系统开发[D];湖南大学;2018年
2 陈辅斌;制造系统柔性作业车间调度问题及算法优化[D];兰州交通大学;2018年
3 汪明旭;多目标混合优化算法在柔性作业车间调度中的研究与应用[D];大连交通大学;2017年
4 孙良飞;考虑行为主体感知的柔件作业车间调度干扰管理研究[D];河北工程大学;2018年
5 代厚鹏;基于MBOM和遗传算法的柔性作业车间调度与信息系统研究[D];湖南大学;2018年
6 刘婉莹;蚁群优化算法在柔性作业车间调度中的应用[D];东北林业大学;2018年
7 戴宁;考虑不确定因素的作业车间调度优化研究[D];西安工程大学;2018年
8 尹慢;基于工件与工序分解的大规模柔性作业车间调度方法研究[D];西南交通大学;2018年
9 李传鹏;基于改进遗传算法的柔性作业车间调度优化与仿真[D];济南大学;2013年
10 张晓龙;作业车间调度优化问题的遗传算法研究[D];内蒙古工业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|