本文關(guān)鍵詞：基于節(jié)能機(jī)制的車間調(diào)度問題研究

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【摘要】：在全球倡導(dǎo)保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排的大背景下,我國(guó)作為制造業(yè)大國(guó),如何在制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是當(dāng)前非常緊迫的課題。車間調(diào)度是一項(xiàng)非常有效的管理節(jié)能手段,通過選擇不同的加工機(jī)器、改變工序的加工次序,在不提高工藝設(shè)備要求的情況下,實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源。本文以車間調(diào)度的能耗優(yōu)化為主線,分別研究了帶有工藝規(guī)劃的車間調(diào)度單目標(biāo)優(yōu)化和帶有機(jī)器柔性的作業(yè)車間多目標(biāo)優(yōu)化問題,同時(shí)也研究了在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的柔性作業(yè)車間調(diào)度。主要研究?jī)?nèi)容闡述如下:1.對(duì)車間調(diào)度的理論進(jìn)行了概述,簡(jiǎn)要介紹了車間調(diào)度的分類、特點(diǎn)及其優(yōu)化算法。分析了車間調(diào)度中能量消耗的主要組成部分,建立了車間調(diào)度的能量模型。2.建立了帶有工藝規(guī)劃的車間調(diào)度問題的能量消耗模型,并提出了一種新的算法進(jìn)行求解。首先,建立了以能量消耗和完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。然后,提出了采用一種改進(jìn)的混合模擬退火與遺傳算法,并引入了回火機(jī)制來增加變異的突跳性,通過設(shè)置權(quán)重系數(shù),建立了兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)之間的關(guān)系。最后,用一組算例和其他算法進(jìn)行比較,驗(yàn)證了本算法的可行性,并將算法運(yùn)用于實(shí)際案例,證實(shí)了算法的有效性。3.研究了帶有能量消耗模型的柔性作業(yè)車間多目標(biāo)優(yōu)化問題。首先,以能量消耗和完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)問題進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。其次,提出了一種改進(jìn)的混合算法,引入粒子群算法的信息共享機(jī)制,對(duì)遺傳算法的交叉算子進(jìn)行了改進(jìn);用Hill函數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)模擬退火的溫度更新函數(shù),替代遺傳算法的變異模塊,彌補(bǔ)了遺傳算法容易陷入早熟收斂的不足。最終得到一組Pareto解集,提供了大量的調(diào)度方案供決策者選擇。最后,分別用完全柔性和部分柔性的調(diào)度實(shí)例對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證,證明了改進(jìn)算法的有效性。同時(shí),將算法用于企業(yè)實(shí)際案例,取得了較好的效果。4.構(gòu)建了車間調(diào)度加入干擾事件下的能耗消耗模型。首先,通過模擬實(shí)際車間調(diào)度生產(chǎn)環(huán)境,以交貨期為約束條件,提出了能量消耗和完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)。然后,基于滾動(dòng)窗口技術(shù),用改進(jìn)的算法對(duì)車間調(diào)度中發(fā)生的急件插入、機(jī)器故障等事件進(jìn)行處理。最后,通過實(shí)例驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)策略的有效性和改進(jìn)算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：柔性作業(yè)車間調(diào)度 能量?jī)?yōu)化 遺傳算法 模擬退火算法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP18;TB497
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 文獻(xiàn)綜述15-17
• 1.2.1 車間調(diào)度15-16
• 1.2.2 車間調(diào)度的能量?jī)?yōu)化16
• 1.2.3 擴(kuò)展型車間調(diào)度16-17
• 1.3 車間調(diào)度的優(yōu)化算法17-19
• 1.3.1 精確求解法17-18
• 1.3.2 近似優(yōu)化法18-19
• 1.4 研究意義19
• 1.5 研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 車間調(diào)度理論及其能量模型21-30
• 2.1 車間調(diào)度簡(jiǎn)介21-24
• 2.1.1 車間調(diào)度的問題描述21
• 2.1.2 車間調(diào)度的分類和特點(diǎn)21-22
• 2.1.3 車間調(diào)度的表述模型22-24
• 2.2 車間調(diào)度的優(yōu)化目標(biāo)24-25
• 2.3 柔性多目標(biāo)車間調(diào)度的優(yōu)化方法25-27
• 2.4 車間調(diào)度問題的能量模型27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 用改進(jìn)的混合算法求解柔性車間調(diào)度的能量?jī)?yōu)化30-46
• 3.1 工藝柔性車間調(diào)度問題描述30-32
• 3.1.1 FJSP問題的數(shù)學(xué)描述30-31
• 3.1.2 FJSP的數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.2 遺傳算法的基本理論32-37
• 3.2.1 遺傳算法簡(jiǎn)介及特點(diǎn)32-33
• 3.2.2 遺傳算法的基本流程33-35
• 3.2.3 遺傳算法的主要操作35-37
• 3.3 改進(jìn)的混合算法求解FJSP能量?jī)?yōu)化37-40
• 3.3.1 算法流程37-38
• 3.3.2 算法設(shè)計(jì)38-40
• 3.4 算法驗(yàn)證與實(shí)例仿真40-45
• 3.4.1 算法驗(yàn)證41-42
• 3.4.2 實(shí)例仿真42-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 多目標(biāo)柔性車間調(diào)度的能量?jī)?yōu)化46-56
• 4.1 多目標(biāo)車間調(diào)度問題優(yōu)化方法46
• 4.2 多目標(biāo)柔性車間調(diào)度的能耗模型46-48
• 4.2.1 變量定義46-47
• 4.2.2 能耗模型47-48
• 4.3 算法的主要結(jié)構(gòu)48-51
• 4.3.1 種群初始化48-49
• 4.3.2 交叉算子49-50
• 4.3.3 變異算子50-51
• 4.4 實(shí)例仿真51-55
• 4.4.1 算法驗(yàn)證52-53
• 4.4.2 應(yīng)用案例53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 柔性作業(yè)車間動(dòng)態(tài)調(diào)度的能量?jī)?yōu)化56-69
• 5.1 動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題描述56
• 5.2 動(dòng)態(tài)調(diào)度的優(yōu)化方法56-58
• 5.3 動(dòng)態(tài)車間調(diào)度模型的數(shù)學(xué)處理58-62
• 5.4 改進(jìn)遺傳算法求解柔性作業(yè)車間動(dòng)態(tài)調(diào)度問題62-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69
• 6.2 工作展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：934409