基于工序關(guān)系矩陣表的復(fù)雜產(chǎn)品綜合調(diào)度方法及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，資源和環(huán)境約束不斷強(qiáng)化，制造業(yè)發(fā)展面臨諸多新挑戰(zhàn)，同時(shí)國(guó)際市場(chǎng)也不容樂(lè)觀，在高端制造領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家搶占新興領(lǐng)域的制高點(diǎn)，而在中低端制造領(lǐng)域又不得不與其他發(fā)展中國(guó)家展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。在這樣的大背景下，國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略計(jì)劃《中國(guó)制造2025》應(yīng)運(yùn)而生，因此，要緊緊抓住當(dāng)前這個(gè)難得戰(zhàn)略機(jī)遇，不斷提高我國(guó)制造業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。在制造領(lǐng)域，生產(chǎn)調(diào)度是企業(yè)生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)生產(chǎn)高效

2、率、高柔性和高可靠性的關(guān)鍵。隨著社會(huì)對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品需求的不斷增加，多品種小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品越來(lái)越多，若仍采用傳統(tǒng)的調(diào)度方法進(jìn)行處理，特別是針對(duì)具有樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜產(chǎn)品，不但會(huì)割裂產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中加工與裝配內(nèi)在的可并行處理的特性，而且會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量、精度和制造效率。因此，研究將加工與裝配一同處理的復(fù)雜產(chǎn)品綜合調(diào)度問(wèn)題具有重大的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。經(jīng)過(guò)學(xué)者們多年來(lái)不斷地研究與探索，復(fù)雜產(chǎn)品綜合調(diào)度問(wèn)題現(xiàn)已發(fā)展成為區(qū)別于作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題和流水車間調(diào)

3、度問(wèn)題的第三類調(diào)度問(wèn)題。然而目前對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品綜合調(diào)度問(wèn)題的研究成果主要集中在規(guī)則方法上。同時(shí)近十幾年來(lái)，人們通過(guò)借鑒自然界中生命體或物理過(guò)程的某些現(xiàn)象或機(jī)制而發(fā)展起來(lái)的元啟發(fā)式算法，如遺傳算法、禁忌搜索算法、模擬退火算法等，已成為解決傳統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題的主流方法。遺傳算法因具有對(duì)問(wèn)題依賴性小，只根據(jù)個(gè)體的適應(yīng)度值進(jìn)行搜索等優(yōu)勢(shì)使其在生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題中得到非常廣泛的應(yīng)用，因此，本文基于改進(jìn)的遺傳算法求解復(fù)雜產(chǎn)品的綜合調(diào)度問(wèn)題，主要遵循由單產(chǎn)品到多產(chǎn)

4、品、由單目標(biāo)到雙目標(biāo)的技術(shù)路線并提出了相應(yīng)問(wèn)題的優(yōu)化方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)調(diào)度方法和綜合調(diào)度方法的研究現(xiàn)狀分別進(jìn)行總結(jié)，分析了目前綜合調(diào)度方法研究中所存在的主要問(wèn)題，并指出運(yùn)用元啟發(fā)式算法求解復(fù)雜產(chǎn)品綜合調(diào)度問(wèn)題是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。⑵針對(duì)復(fù)雜單產(chǎn)品綜合調(diào)度問(wèn)題，提出了兩種基于工序關(guān)系矩陣表的復(fù)雜單產(chǎn)品綜合調(diào)度方法。首先，從正序調(diào)度的角度提出了一種基于正向工序關(guān)系矩陣表的改進(jìn)式遺傳算法；然后，從逆序調(diào)度的角度提出

5、另一種基于逆向工序關(guān)系矩陣表的改進(jìn)式遺傳算法；最后，通過(guò)算例驗(yàn)證所提出的兩種改進(jìn)式遺傳算法的可行性與優(yōu)越性。⑶針對(duì)同時(shí)考慮開(kāi)始時(shí)間和交貨期約束的復(fù)雜多產(chǎn)品綜合調(diào)度問(wèn)題，提出了一種復(fù)雜多產(chǎn)品的綜合調(diào)度方法。首先，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述，建立了以總拖期最小為主目標(biāo)和以最大完工時(shí)間最小為次目標(biāo)的雙目標(biāo)優(yōu)化模型；其次，設(shè)計(jì)了融入多產(chǎn)品信息的編碼方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多產(chǎn)品的整體調(diào)度；然后，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的交叉、變異操作方式以及改進(jìn)式的插入式貪婪解碼方法；最后