流水制造單元調度智能優(yōu)化方法.pdf

1、單元制造系統(tǒng)是高效的生產制造系統(tǒng)，可將成組技術靈活應用于批量生產環(huán)境。單元制造生產環(huán)境下的流水制造單元調度是無資源約束的機器調度優(yōu)化問題，在醫(yī)藥生產、金屬冶煉和食品加工等流程式企業(yè)的生產調度環(huán)境中有著廣泛應用。該類問題的調度優(yōu)化，可有控制生產過程，縮短生產企業(yè)的作業(yè)加工時間、縮短在制品庫存時間、提高產品質量。
　　多機的流水作業(yè)調度問題已經被證明是NP難問題。最優(yōu)化算法由于具有指數時間復雜度而只適用于中小規(guī)模實例。因此，對于大規(guī)模

2、實例，通常采用啟發(fā)式或元啟發(fā)式方法在合理時間求解。論文對幾個典型流水制造單元調度優(yōu)化問題進行深入研究，主要工作如下:
　　(1)單目標的無等待流水制造單元調度。針對無等待流水制造單元調度問題，以最小化總完工時間為優(yōu)化目標，提出基于插入-分段優(yōu)化的無等待流水調度復合啟發(fā)式算法;通過研究目標增量的性質并在分析現有啟發(fā)式算法的鄰域搜索特點基礎上，提出基于插入-分段鄰域結構的調度框架;采用迭代對換算法獲得更高調度質量的排列。實驗結果表明，

3、所提出的算法性能穩(wěn)定、實時性高。
　　(2)單目標帶SDFSTs約束的流水制造單元調度。針對帶SDFSTs約束的流水制造單元調度問題，以最小化最大完工時間為優(yōu)化目標，提出一個基于和聲搜索的混合和聲搜索算法;分析在單元制造生產環(huán)境下流水作業(yè)調度的特點，采用兩層流水作業(yè)調度策略;應用RZ和PE優(yōu)化算子，使得迭代優(yōu)化算法獲得更高調度質量的排列;提出一個簡單實用的最差解丟棄方案，避免算法陷入早熟和局部收斂。實驗結果表明，所提出的算法能有效

4、提高解的質量，可應用于實時性要求不高的生產環(huán)境中。
　　(3)多目標的流水制造單元調度。針對帶SDFSTs約束的流水制造單元調度問題，以最小化總延遲時間和平均總完工時間為優(yōu)化目標，提出一個基于和聲搜索的雙目標混合和聲搜索算法;根據問題特點采用兩層流水作業(yè)調度策略，在迭代優(yōu)化算法中應用RZ優(yōu)化算子，使得算法求得更高質量的解;為避免算法陷入早熟和局部收斂，采用交叉算子對解執(zhí)行變異操作，使算法能夠跳出局部最優(yōu)解的搜索區(qū)域，擴大解的搜索范

5、圍。實驗結果表明，所提出的算法能夠得到高質量Pareto解。
　　(4)單目標的跨單元流水制造單元調度。針對帶SDFSTs約束的跨單元流水制造單元調度問題，以最小化最大完工時間為優(yōu)化目標，提出一個復合啟發(fā)式算法和兩個元啟發(fā)式算法;復合啟發(fā)式算法采用NEH算法思想求得候選解，應用局部優(yōu)化策略提高解的質量，直到不能進一步優(yōu)化為止;在兩個元啟發(fā)式算法，即混合和聲搜索算法和混合遺傳算法中，引入局部優(yōu)化策略，可獲得高調度質量的排列。實驗結果