【摘要】：隨著全球經(jīng)濟的突飛猛進,能源消耗與碳排放總量逐年增長,嚴重威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。作為國民經(jīng)濟的支柱,制造業(yè)不僅是資源消耗的大戶,同時也是環(huán)境污染的源頭。因此,為應對節(jié)能減排的嚴峻形勢,各大國都把注意力集中到制造業(yè)上來。電能是制造業(yè)使用的主要能源,供電單位為了加強電力需求側的管理,開始大力推廣分時電價政策,以降低高峰時段電網(wǎng)負載,提升低谷時段電能利用率,維護電網(wǎng)的穩(wěn)定性。與此同時,這一舉措也給電力消費企業(yè)提供了降低用電成本的機會。受此背景影響,分時電價下以降低企業(yè)能耗成本為主要目標的生產(chǎn)調度問題開始逐漸引起學術界與工業(yè)界的關注,而分時電價下的單機調度問題不僅是研究其他加工系統(tǒng)下調度問題的基礎,而且應用非常廣泛。本文研究了分時電價下以最小化用電成本為目標的單機調度問題,主要研究內(nèi)容如下:(1)分時電價下工件加工速度恒定的單機調度問題。目前,該問題已有一些基于離散或連續(xù)時間模型的算法來對其進行求解。但是這些算法在求解質量或時間復雜度方面總存在不足,特別是在處理大規(guī)模的調度任務時。為此,本文提出了一個具有多級過濾機制的貪婪插入算法來求解分時電價下大規(guī)模的單機調度問題�；诩信c擴散策略,該算法可在粗粒度過濾階段快速篩除大量不可能的位置,然后在細粒度過濾階段擴大搜索范圍以獲取更優(yōu)的解。為了展示該算法的實用性與計算過程,本文開展了一個真實案例研究,此外,還進行了兩大組不同規(guī)模的對比實驗,測試了該算法的性能。實驗結果表明,本文所提出的算法可在0.02s以內(nèi)求解一個小規(guī)模調度實例,并且其計算精度有了進一步地提升。在處理大規(guī)模的實例時,該算法的計算速度相較于經(jīng)典的算法其優(yōu)勢更為顯著。(2)分時電價下加工速度可調的單機調度問題。內(nèi)容一研究了分時電價下工件加工速度恒定的單機調度問題,該問題假設每個工件都只有一個固定的加工速度,因此在調度之前各工件的加工時間及加工功率均可確定。然而,有些設備通�？梢愿鶕�(jù)實際情況的需要調整生產(chǎn)速率,因此有必要在調度中考慮速度可調的機制。為此,內(nèi)容二對分時電價下加工速度離散且可調的單機調度問題進行了深入地研究,構建了以最小化用電成本為目標的連續(xù)時間混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)模型。此外,在詳細分析了問題與模型特征的基礎上,提出了一個有效求解該問題的混合遺傳算法。最后,通過多組實驗,討論了影響模型性能的主要因素,并將CPLEX與混合遺傳算法進行對比,驗證了算法的有效性。
【圖文】：

1, , ,1( 1)( 1), ,3 1 li k i l i jk jy l j y y i N l m j l + + ， , , 1 , 1 1( 1)( ), , 2 1;i k i k i k k kx y y b b i N k m + + + , , 1 , , 13, , ,1 1, .i k i k j k j ky y y y i N j N k m i j+ ++ + + 表示以最小化總電費(TEC)為目標。等式(2)表示工件 i 分間之和與工件 i 的加工時長相等。不等式(3)表明所有工件間總和不允許超過時段 k 的總長。約束(4)表示了兩個決5)-(6)用來保證工件加工的連續(xù)性。其中，當一個工件跨5)確保了這些時段都是相連的。當一個工件跨三個時段加間的時段必定被該工件所填滿。最后，約束(7)是為了禁個時段加工。晰地展示該 MILP 模型中變量及約束之間的聯(lián)系，本文構件的實例，如圖 3.1 所示。

嚶盟惴ǖ納杓撲悸吠囔獍賞乒愕降詼鋰嚳質鋇緙�。�?3.2 第一類分時電價結構示意圖3.2.2 多階段過濾機制設計本章所提的過濾機制按照集中與擴散的基本思想，，分為粗粒度過濾和細粒度過濾兩個階段。在調度之前，每個工件的所有可能插入位置可按照電價的相對高低分為三個層級(Layer)。具體而言，第一層為低電價層，在該層加工的工件要么是完全在一個低谷時段內(nèi)加工，要么就橫跨低谷時段與平段加工；第二層為中電價層，在該層加工的工件絕大部分都在一個平段之內(nèi)加工或者橫跨高峰時段、平段與低谷時段三個時段加工；第三層為高電價層，在該層加工的工件絕大部分在高峰時段內(nèi)加工或者橫跨高峰時段與平段加工。顯然
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：F426.61

【參考文獻】

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本文編號：2649485