【摘要】：近年來,在全球能源日益緊張、自然環(huán)境持續(xù)惡化的情況下,環(huán)境及能源問題成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)與熱點(diǎn)。在全球倡導(dǎo)保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排的大背景下,我國作為制造業(yè)大國,如何在制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)是當(dāng)前非常緊迫的課題。生產(chǎn)調(diào)度作為制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),通過對(duì)車間資源的合理分配,提高生產(chǎn)效率、降低成本及能耗,實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和節(jié)能減排。本文將車間調(diào)度的時(shí)間、能耗、成本優(yōu)化作為主線,研究流水車間和混合流水車間綠色生產(chǎn)多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化問題,同時(shí)考慮混合流水車間調(diào)度過程中涉及并行機(jī)床選擇的問題,根據(jù)機(jī)床展現(xiàn)的不同加工特性對(duì)傳統(tǒng)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)。主要研究?jī)?nèi)容闡述如下:(1)針對(duì)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)面臨生產(chǎn)效率、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)等多方面的需求問題,本文面向流水車間,分析車間生產(chǎn)特點(diǎn),建立時(shí)間、能耗、成本綠色生產(chǎn)多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型,基于遺傳算法對(duì)問題進(jìn)行求解獲得最優(yōu)生產(chǎn)方案。已有相關(guān)研究表明單一目標(biāo)的傳統(tǒng)車間調(diào)度方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)前制造業(yè)對(duì)于生產(chǎn)過程的綜合需求,而且車間需要隨時(shí)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需求的改變調(diào)整生產(chǎn)調(diào)度策略。本文面向流水車間,建立了車間的生產(chǎn)運(yùn)作時(shí)間、車間能耗以及生產(chǎn)成本的多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用歸一加權(quán)方法對(duì)量綱進(jìn)行統(tǒng)一,并根據(jù)企業(yè)需求,通過層次分析法決策各指標(biāo)權(quán)重,利用遺傳算法對(duì)此問題進(jìn)行尋優(yōu)迭代,實(shí)時(shí)獲取符合當(dāng)下生產(chǎn)情況的調(diào)度優(yōu)化方案。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)車間生產(chǎn)特點(diǎn),提出了四種典型車間生產(chǎn)調(diào)度模式,指導(dǎo)車間生產(chǎn)。最后,以流水車間某零件生產(chǎn)加工為例,分析不同生產(chǎn)模式下調(diào)度優(yōu)化結(jié)果,驗(yàn)證了模型的有效性與準(zhǔn)確性。(2)面向混合流水車間建立綠色生產(chǎn)多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型,并考慮混合流水車間并行機(jī)選擇問題,分析機(jī)床加工特性,建立各加工特性的數(shù)學(xué)模型,利用模糊隸屬度方法對(duì)機(jī)床加工特性進(jìn)行識(shí)別,為后續(xù)改進(jìn)算法研究奠定基礎(chǔ)�；旌狭魉囬g作為流水車間的擴(kuò)展,在企業(yè)應(yīng)用范圍較廣且具有較高的復(fù)雜性和靈活性。在流水車間建模方法以及多目標(biāo)生產(chǎn)的研究基礎(chǔ)上,面向混合流水車間,建立了時(shí)間、能耗、成本的多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型,針對(duì)混合流水車間機(jī)床選擇的柔性問題結(jié)合機(jī)床在使用時(shí)展現(xiàn)出的特性問題,對(duì)機(jī)床加工特性進(jìn)行分析和建模,并基于模糊隸屬方法定義了高效、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)三種類型機(jī)床。通過在調(diào)度優(yōu)化前期快速識(shí)別機(jī)床加工特性,更有針對(duì)性的依據(jù)調(diào)度指標(biāo)對(duì)加工機(jī)床進(jìn)行選擇。(3)針對(duì)傳統(tǒng)遺傳算法求解混合流水車間調(diào)度優(yōu)化問題的局限性,提出將機(jī)床的加工特性納入到遺傳算法求解中,通過對(duì)變異狀態(tài)進(jìn)行干預(yù)及優(yōu)勢(shì)個(gè)體的保留策略,有針對(duì)性的對(duì)機(jī)床進(jìn)行選擇,提高結(jié)果的準(zhǔn)確性及搜索效率。為求解復(fù)雜的混合流水車間調(diào)度優(yōu)化問題,結(jié)合對(duì)機(jī)床加工特性的分析,有針對(duì)性的對(duì)機(jī)床進(jìn)行選擇,提出具有工件、工序、設(shè)備的三層編碼方式簡(jiǎn)化了編程操作便于實(shí)現(xiàn)。通過自適應(yīng)的交叉率、變異率控制種群的變化趨勢(shì)。提出將機(jī)床加工特性與調(diào)度目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行匹配,基于機(jī)床加工特性干預(yù)變異狀態(tài)并根據(jù)機(jī)床加工特性隸屬度實(shí)行優(yōu)勢(shì)保留策略,及時(shí)獲取更優(yōu)個(gè)體進(jìn)行迭代,保留優(yōu)勢(shì)基因,加速收斂速度,在保證優(yōu)化結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上提高了求解效率。最后通過實(shí)例分析,選取單純形格子設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重,對(duì)比不同算法的優(yōu)化結(jié)果,驗(yàn)證了提出的改進(jìn)算法的有效性。
【圖文】：

圖２－１流水車間生產(chǎn)流程圖逡逑２．２面向高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的流水車間綠色生產(chǎn)多目標(biāo)建模逡逑２．２．１時(shí)間建模逡逑根據(jù)流水車間特點(diǎn)，假設(shè)工件的加工順序?yàn)榘凑丈鲜鰧?duì)時(shí)間逡逑的階段劃分對(duì)相關(guān)的時(shí)間參數(shù)建模。逡逑其中：逡逑；）表示機(jī)床上第／個(gè)工件第ａ道工序的開始加工時(shí)間；逡逑表示機(jī)床上第個(gè)工件第Ａ道工序的完成加工時(shí)間；逡逑（１）第１個(gè)工件第１道工序的開始加工時(shí)間和完成加工時(shí)間逡逑ＳＴ（ｊ＼，ｍ，，）邋＝邋０邐（２＿１）逡逑＊

逑ＩＳ？表加工設(shè)備邋＿邐＿邐畫逡逑圖２－１流水車間生產(chǎn)流程圖逡逑２．２面向高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的流水車間綠色生產(chǎn)多目標(biāo)建模逡逑２．２．１時(shí)間建模逡逑根據(jù)流水車間特點(diǎn)，假設(shè)工件的加工順序?yàn)榘凑丈鲜鰧?duì)時(shí)間逡逑的階段劃分對(duì)相關(guān)的時(shí)間參數(shù)建模。逡逑其中：逡逑；）表示機(jī)床上第／個(gè)工件第ａ道工序的開始加工時(shí)間；逡逑表示機(jī)床上第個(gè)工件第Ａ道工序的完成加工時(shí)間；逡逑（１）
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB497

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李玉霞;曹華軍;李洪丞;陶桂寶;;作業(yè)車間碳排放動(dòng)態(tài)特性及二階優(yōu)化調(diào)度模型[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2015年10期

2 李聰波;李鵬宇;劉飛;崔龍國;稅虹;;面向高效低碳的機(jī)械加工工藝路線多目標(biāo)優(yōu)化模型[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年17期

3 趙燕偉;張立萍;張景玲;王萬良;王海燕;;加工裝配式流水車間節(jié)能調(diào)度建模與優(yōu)化[J];中國機(jī)械工程;2014年16期

4 宋代立;張潔;;蟻群算法求解混合流水車間分批調(diào)度問題[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2013年07期

5 李聰波;崔龍國;劉飛;李麗;;面向高效低碳的數(shù)控加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年09期

6 王圣堯;王凌;許燁;周剛;;求解混合流水車間調(diào)度問題的分布估計(jì)算法[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2012年03期

7 劉紅軍;趙帥;趙雷;;一種基于GA-SA-TS算法的車間調(diào)度方法的研究[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2012年03期

8 王化吉;宗長(zhǎng)富;管欣;邢如飛;劉立國;;基于模糊層次分析法的汽車操縱穩(wěn)定性主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年24期

9 劉愛軍;楊育;邢青松;陸惠;張煜東;;多目標(biāo)模糊柔性車間調(diào)度中的多種群遺傳算法[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2011年09期

10 王偉玲;李俊芳;王晶;;求解多目標(biāo)作業(yè)車間調(diào)度問題的雙種群遺傳算法[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 高守瑋;一類Flow shop生產(chǎn)調(diào)度問題及其優(yōu)化方法之分析與研究[D];上海交通大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳宇軒;工時(shí)不確定條件下的多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度問題研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

2 宋陽;改進(jìn)CPSO算法在電子產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2015年

3 王樂祥;面向機(jī)械加工車間柔性工藝路線的任務(wù)調(diào)度節(jié)能優(yōu)化支持系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2015年

4 劉曉龍;面向低碳的車削加工刀具幾何參數(shù)優(yōu)化研究[D];大連海事大學(xué);2015年

5 張立萍;面向節(jié)能的流水車間調(diào)度建模與優(yōu)化[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

6 蔣文睿;基于非合作博弈模型的生產(chǎn)調(diào)度方法研究[D];電子科技大學(xué);2012年

7 劉佳;帶調(diào)整時(shí)間的多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度問題研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

8 王偉;面向能耗優(yōu)化的車間調(diào)度方法研究及其應(yīng)用環(huán)境開發(fā)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 謝海玲;非線性約束規(guī)劃的最優(yōu)性條件研究[D];河南科技大學(xué);2011年

10 胡雙勝;中小型企業(yè)流水線車間生產(chǎn)調(diào)度的算法研究與應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2589523