带有限等待的柔性流水车间调度问题研究

摘要

带等待约束的柔性流水车间调度问题广泛存在于现实的生产环境中，其调度方法研究对企业的生产管理和控制系统有着重要的影响。本文对以最小化总加权完成时间或最大完工时间为优化目标，对考虑工序间等待时间限制约束的柔性流水车间调度问题展开研究，探讨符合问题特征的求解方法。
　　针对以最小化总加权完工时间为目标的有限等待FFS问题，建立了整数规划模型，提出了引入惩罚函数法的混合遗传算法。惩罚函数法将迭代种群中每个个体对约束条件违反的次数进行统计，以判断不同约束的强弱地位，有利于算法在搜索前期尽快达到可行解区域，后期寻找最满意解。通过仿真软件Matlab开发调度程序，仿真结果表明该算法克服了传统遗传方法的缺点，不仅具有较强的全局收敛性，而且具有更快的寻优速度，是求解柔性流水车间调度的有效算法。
　　针对目标函数为最小化最大完工时间的无等待柔性流水车间调度问题，建立了混合整数规划模型，提出一种遗传算法来构造所求问题的初始解。给出了基于工件的染色体编码方法使得遗传算法的操作大大简化。对两阶段和多阶段的零等待FFS调度问题进行仿真实验，其仿真数据验证了遗传算法用于求解大型FFS调度的可行性和有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 本文的工作

1．3 特色与创新之处

2 相关理论研究综述

2．1 车间调度问题研究

2．1．1 车间调度问题的描述

2．1．2 车间调度问题的特点

2．1．3 车间调度问题的分类

2．2 柔性流水车间问题

2．2．1 FFS问题描述及一般性假设条件

2．2．2 FFS的符号表示及性能指标

2．3 国内外研究现状

2．3．1 有限等待的FFS调度问题

2．3．1 零等待的FFS调度问题

2．3．3 柔性流水车间调度的求解方法综述

2．4 本章小结

3 FFS调度问题的遗传算法设计

3．1 遗传算法的基本思想及特点

3．2 求解车间调度问题的遗传算法的设计步骤

3．2．1 编码

3．2．2 适应度函数的设计

3．2．3 群体设定

3．2．4 遗传操作

3．3 控制参数的选择

3．4 算法终止条件

3．5 本章小结

4 带等待时间限制的FFS总加权完成时间问题

4．1 问题描述

4．2 数学模型

4．2．1 参数设置

4．2．2 模型建立

4．3 混合遗传算法的设计

4．3．1 惩罚函数法的约束处理

4．3．2 遗传算法设计求解

4．3．3 HGA算法设计流程图

4．4 仿真实验

4．5 本章小结

5 零等待FFS调度的最小化总完工时间问题

5．1 问题描述

5．2 数学模型

5．2．1 符号定义

5．2．2 数学模型

5．3 FFS调度问题的遗传算法设计

5．4 仿真实验

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果