基于遗传算法的车间调度优化及其仿真.pdf

武汉理工大学硕士学位论文基于遗传算法的车间调度优化及其仿真姓名：何燕申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：常建娥20060501摘要非确定性多项式交叉算子迸行了改进并将改进的遗传算法应用于车间调度问题。车间资源的有限性制约着能否有效利用车问现有资源完成任务以最快的速度响应市场需求促使制造型企业能否赢得市场竞争。调度的任务是根据生产目标和约束为每个加工对象确定具体的加工路线、时间、机器和操作等。优良的调度策略对于提高生产系统的最优性、提高经济效益都有着极大的作用。但是由于资源约束和工艺约束的并存迄今计算复杂性理论表明多数调度问题属于—问题目标解的搜索涉及解空间的组合爆炸Ｍ保导食导渲械母髦侄态事件难以预计以致车间调度问题异常复杂迄今为止还没有一种通用有效的调度策略。本文首先介绍国内外车间调度研究的方法和发展现状阐述遗传算法的基本概念、原理和方法。其次对所研究的流水车间调度和作业车间调度进行了详细的数学分析并对数学描述进行了简化为下一步算法设计建立数学模型。为了克服遗传算法容易出现提早收敛的缺陷在基本遗传算法基础上对选择和针对遗传算法常用騐嘈丛创耄绦蛴钩し彼觯什桓撸运行缓慢的特点本文采用强大的数值计算能力和众多的库函数编写算法；然后封装和链接程序使编写的算法能够完全脱离的编程环境；利用己玫娜嘶换スδ埽肰嘈此惴ǖ氖淙胧出接口界面。针对流水调度和作业调度给出了算法实例并且绘制出了流水和作业调度的甘特图。最后根据甘特图采用缘鞫冉峁抡妫擅刻机器利用率以验证其有效性。仿真实例证明该程序算法结果较好理论调度方案的总加工时间和抡媸奔湟恢拢艹浞掷蒙璞缸试醋橹关键词：生产调度流水车间作业车间遗传算法甘特图心’洲謈∞。瞖。．．籺∞辒瓵瓽甀瑆痙．、、瓸瑃籹琣．．簆鍿’第滦髀课题研究目的及意义本制造出顾客满意的产品即是完全面向顾客的。在这种模式下如何进行组织管理包括如何组织动态联盟、如何重构车间和单元、如何安排生产计划、如何进行调度都是我们面临的主要问题渲谐导涞鞫扔肟刂萍际跏鞘迪稚非切削过程中。虼耍行У牡鞫确椒ㄓ胗呕际醯难芯亢陀τ茫鞘迪植高质、低耗进而是企业赢得市场竞争的有力武器。约束条件缃换跗凇⒐ひ章废摺⒆试辞榭的前提下通过下达生产指令造界的市场竞争性在不断提高合理的生产调度能提高资源的利用率和操作管的加工顺序将有利于充分利用人力资源和设备资源缩短生产周期减少在为了适应激烈的市场竞争多元化、多品种、小批量、高柔性生产方式正逐渐成为主流生产的复杂性也越来越高因此对企业的管理和对生产过程的监控都提出了更高的要求。为了保证生产的高效稳定运行以获得最大的经济效益原来简单的、局部的、常规的计划和仅凭经验的管理己经不能满足现代生产的要求了。企业管理者面临的问题是：如何根据市场上原料供应和产品需求的变化进行经营决策和组织生产；如何在生产计划改变的情况下对生产过程进行控制以便最大限度地发挥生产的柔性；如何在生产工艺不作大的改变的前提下进行管理、决策使企业产生最大的综合经济效益。对于中小型企业来说敏捷制造是世纪企业的先进制造模式它综合了准时生产⒉⑿泄こ獭⒕嫔榷嘀窒冉圃炷Ｊ降恼芾恚淠康氖且R宰畹统效率、高柔性和高可靠性的关键有关资料表明制造过程中％的时间消耗在车间调度主要是针对一项可分解的工作绮分圃探讨在尽可能满足安排其组成部分僮使用哪些资源、其加工时间及加工的先后顺序以获得产品制造时间或成本的最优化。在理论研究中车间调度问题常被称为排序问题或资源分配问题或组合优化问题。在过去的几十年里基于实际的及理论上的考虑不断地激励着人们寻找新的调度算法其中一个重要原因是产品制理水平生产出具有竞争力的产品。在生产过程的时间组织中合理安排工件武汉理工大学硕士学位论文车间调度问题的描述、分类及特点得的理论研究成果设计一个运行高效、使用简单的车间调度系统帮助企业从