Holon架构下带顺序相关生产准备时间的调度研究

摘要

为解决带顺序相关准备时间的车间作业（Jobshop Scheduling With Sequence Dependent Setup Time，JSSDST）动态调度问题，开展了Holon架构下带顺序相关准备时间的车间作业调度问题研究，包括Holon制造系统体系及其控制体系建立、合同网协议协商机制、JSSDST车间调度数学模型建立及适用于JSSDST调度问题的小生境混合微粒群算法设计、JSSDST车间的静态预调度及动态重调度等内容，主要研究工作如下：
　　1.建立了Holon制造系统架构和HMS控制系统。结合经典的PROSA架构模型，拟将车间内各部分实体映射到Holon系统中，并最终归纳为5种Holon，分别为：资源Holon、产品Holon、订单Holon、监控Holon和辅助Holon。并详细分析了建立的HMS中各Holon间的控制协商关系。
　　2.设计了调度Holon中适用于带顺序相关生产准备时间的车间作业调度（JSSDST）的小生境混合微粒群算法。
　　3.构建了JSSDST预调度问题的数学模型，结合建立的HMS控制架构各Holon间的协作关系，给出了Holon架构下JSSDST预调度策略，并应用适用于JSSDST的小生境混合微粒群算法实现初始预调度方案。
　　4.构建了JSSDST作业车间动态重调度模型。分析HMS中预调度执行过程中可能出现的生产扰动事件，并研究设计了基于扰动事件影响结果的动态重调度策略。围绕着何时做出（重调度）反应、如何反应（完全重调度、修补调度）、如何保证制造过程的稳定性等一系列问题，给出了HMS中基于动态调度策略的各Holon间协商机制。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究综述

第2章 Holon制造系统（HMS）及其控制系统体系结构

2.1 HMS经典体系结构

2.2 HMS中监控合弄的设计

2.3 HMS体系结构建立

2.4 Holon间交互过程的UML模型

2.5 HMS控制系统（HMCS）

2.6 小结

第3章 调度Holon中基于JSSDST的小生境混合微粒群算法研究

3.1 基本微粒群算法

3.2 协同微粒群算法

3.3 JSSDST小生境混合微粒群算法

3.4 小结

第4章 合弄架构下带顺序相关生产准备时间预调度研究

4.1 生产准备时间与顺序相关的调度问题分类

4.2 生产准备时间顺序相关的车间作业调度（JSSDST）问题描述

4.3 合弄架构下JSSDST预调度策略

4.4 实例验证

4.5 小结

第5章 合弄架构下带顺序相关生产准备时间重调度研究

5.1 实际生产中的常见扰动

5.2 动态调度目标函数

5.3 动态调度策略

5.4 基于动态重调度策略的Holon之间的协商机制

5.5 实例验证

5.6 小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

附 录A 小生境混合微粒群算法部分代码

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果