模具熱處理兩階段流水車間批調(diào)度算法.pdf

1、熱處理是模具制造過程的瓶頸工序，有效控制熱處理生產(chǎn)不僅可以提高設備利用率、縮短產(chǎn)品制造周期和提高產(chǎn)品按期交貨率，而且對節(jié)能減排和控制制造成本也起到重要作用。淬火和回火是熱處理車間主要加工工序，其生產(chǎn)過程具有流水車間批調(diào)度特征。本文在考慮工件存在重量、到達時間、交貨期和優(yōu)先級等多種差異情況下，研究了模具熱處理車間的調(diào)度機制、優(yōu)化模型和調(diào)度算法。
　　本文遵循從基礎到復雜的原則將研究內(nèi)容分成四個模塊。首先，將模具熱處理車間分為兩機流水

2、車間、柔性流水車間和可重入流水車間，分別研究這三種生產(chǎn)環(huán)境下的優(yōu)化模型和調(diào)度算法。然后，在考慮工件外協(xié)加工和工件到達時間不確定性的情況下，提出了分層生產(chǎn)調(diào)度機制，并構(gòu)建各層次相應的調(diào)度算法。各模塊研究內(nèi)容如下:
　　(1)以兩機流水車間為研究背景，分別以最小化makespan、最大拖期量和總拖期量為調(diào)度目標，各自建立相應的線性整數(shù)規(guī)劃數(shù)學模型，并分別構(gòu)建最優(yōu)解算法以提高數(shù)學模型的計算效率。通過小規(guī)模調(diào)度實例說明數(shù)學模型和調(diào)度算法都

3、能求得最優(yōu)調(diào)度方案。并隨機產(chǎn)生大規(guī)模調(diào)度實例，對比說明最優(yōu)解算法比直接求解數(shù)學模型有更高計算效率。
　　(2)以可重入流水車間為研究背景，構(gòu)建以最小化makespan為調(diào)度目標的線性整數(shù)規(guī)劃數(shù)學模型，通過小規(guī)模算例驗證數(shù)學模型的有效性。為了求解大規(guī)模調(diào)度問題，構(gòu)建了兩種改進啟發(fā)式算法和一種新的構(gòu)造啟發(fā)式算法，并分析三種算法的計算復雜度和新構(gòu)造啟發(fā)式算法的最壞情形界。通過大規(guī)模數(shù)據(jù)對三種算法進行對比，結(jié)果顯示新構(gòu)造啟發(fā)算法具有良好運

4、算性能。
　　(3)以兩階段柔性流水車間作為研究背景，考慮了不相容工件族和差異工件。構(gòu)建了以最小化加權(quán)總拖期量為調(diào)度目標的數(shù)學模型。提出了兩種改進啟發(fā)式算法和一種構(gòu)造啟發(fā)式算法，并分析三種算法的計算復雜度。將這三種算法的調(diào)度結(jié)果和另一種規(guī)則算法作比較，通過產(chǎn)生隨機數(shù)據(jù)進行驗算，實驗結(jié)果顯示新構(gòu)造算法不僅有較快運算速度并且有良好運算結(jié)果，滿足企業(yè)實際需求。
　　(4)以柔性流水車間為研究背景提出了分層生產(chǎn)調(diào)度機制，其中考慮了不