本文關(guān)鍵詞： 工藝規(guī)劃 車間調(diào)度 能量消耗 節(jié)能調(diào)度模型 生物激素調(diào)節(jié)機制　出處：《南京航空航天大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著制造業(yè)對能源資源需求的不斷增加,加之能源逐漸枯竭、成本持續(xù)上升、環(huán)境沖擊日趨嚴峻等問題的影響,傳統(tǒng)制造業(yè)的制造模式亟需轉(zhuǎn)型。綠色節(jié)能制造作為一種新型的基于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展概念的環(huán)境友好型制造模式,得到了廣泛研究。工藝規(guī)劃和車間調(diào)度作為制造系統(tǒng)研究的兩個重要內(nèi)容,在傳統(tǒng)的研究過程中,往往把加工時間、加工成本和加工質(zhì)量作為生產(chǎn)目標,即在制造過程中更多地注重物料流和信息流。而事實上,把節(jié)約能源、提高能效作為工藝規(guī)劃和車間調(diào)度研究過程中一個衡量綠色節(jié)能制造的評價指標,對制造系統(tǒng)朝著可持續(xù)方向發(fā)展是非常有意義的。因此,本文從技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能兩個角度出發(fā),對制造系統(tǒng)中的工藝規(guī)劃系統(tǒng)、車間調(diào)度系統(tǒng)以及兩者的集成系統(tǒng)在制造過程中進行節(jié)能降耗研究,其主要研究內(nèi)容描述如下:1、研究了一種面向節(jié)能的柔性工藝規(guī)劃問題的數(shù)學模型及其求解方法。首先,以柔性工藝規(guī)劃問題為研究對象,針對一般的柔性工藝規(guī)劃問題在制造過程中對能量消耗問題考慮有限,提出了一種面向節(jié)能的柔性工藝規(guī)劃數(shù)學模型。然后,采用多層整數(shù)編碼機制設(shè)計了一種改進的遺傳算法,該算法交叉部分采用基于特征關(guān)系約束塊的設(shè)計方法,變異部分使用基于生物激素調(diào)節(jié)機制設(shè)計的模擬退火操作進行替代,有效地避免非法解的出現(xiàn),提高了算法的求解性能。最后,通過性能測試驗證了所提算法的有效性和優(yōu)越性,并通過工藝規(guī)劃案例對上述問題模型進行了有效求解。2、以靜態(tài)調(diào)度環(huán)境為出發(fā)點,設(shè)計了一種面向節(jié)能的柔性流水車間靜態(tài)調(diào)度模型及其求解方法。首先對柔性流水車間靜態(tài)調(diào)度問題及其制造系統(tǒng)節(jié)能降耗相關(guān)理論進行了描述,在此基礎(chǔ)上建立了一種柔性流水車間的節(jié)能調(diào)度模型。其次,提出采用一種新的遺傳模擬退火算法進行求解,該算法先利用一種改進遺傳算法的快速搜索能力得到一個較優(yōu)的群體,再利用一種改進模擬退火算法的突跳能力對整個群體進行優(yōu)化。然后,采用測試實例對這種新的混合算法性能進行了評估,并與文獻中提及的幾種算法進行了比較以驗證其優(yōu)越性。最后,使用提出的算法求得了上述問題的可行解,證明了算法的可行性和有效性。3、針對實際生產(chǎn)環(huán)境存在動態(tài)干擾行為,提出了一種面向節(jié)能的柔性流水車間動態(tài)調(diào)度模型及其求解方法。首先給出柔性流水車間動態(tài)調(diào)度問題的描述,以新工件到達和機器故障為干擾事件,構(gòu)造了一個面向節(jié)能的柔性流水車間動態(tài)調(diào)度多目標優(yōu)化模型。然后提出采用基于生物激素調(diào)節(jié)機制的粒子群算法去求解該問題模型。最后,對算法性能進行了測試并使用提出的算法求得了上述問題的可行解,證明了算法的可行性和有效性。4、基于非線性工藝規(guī)劃模型理論的研究,建立了一種面向節(jié)能的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成模型。首先給出面向節(jié)能的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成問題的定義并建立了數(shù)學模型。然后,基于該問題屬于復雜的NP困難問題范疇,采用改進的遺傳算法用于對面向節(jié)能的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成模型進行求解。最后,通過幾組測試實例來驗證其可行性和有效性。5、根據(jù)上述研究理論,開發(fā)了一個面向節(jié)能的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度應(yīng)用支持系統(tǒng)。首先搭建了該應(yīng)用支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架。然后,對系統(tǒng)操作界面進行了詳細設(shè)計。最后結(jié)合了某企業(yè)實際生產(chǎn)車間的工件生產(chǎn)實例,采用該系統(tǒng)進行了分析和優(yōu)化,測試結(jié)果驗證了該應(yīng)用支持系統(tǒng)的可行性。
[Abstract]:This paper presents a new model of energy saving and consumption reduction in the manufacturing process of flexible flow shop based on energy saving and energy saving . The feasibility and effectiveness of the algorithm are proved . 4 . Based on the research of the nonlinear process planning model theory , an energy - saving process planning and shop scheduling integration model is established .

【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH162.0;TH186

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本文編號：1512142