一類離散制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的優(yōu)化問(wèn)題研究.pdf

1、生產(chǎn)調(diào)度和下料問(wèn)題廣泛存在于離散制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，采用優(yōu)化的生產(chǎn)調(diào)度方案安排生產(chǎn)是提高企業(yè)制造資源利用率的有效手段：而根據(jù)優(yōu)化的配切方案進(jìn)行下料是降低原材料消耗，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。當(dāng)今離散制造業(yè)多品種小批量的生產(chǎn)方式?jīng)Q定了其生產(chǎn)調(diào)度和下料問(wèn)題多為NP難題，通常無(wú)法在有效的時(shí)間內(nèi)求得最優(yōu)解，因此尋求近優(yōu)解的方法被廣泛地應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中。文章研究了一類離散制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的半flowshop等生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題和多型材變截面一維下

2、料問(wèn)題，分別提出了改進(jìn)的自適應(yīng)混合遺傳算法和兩級(jí)分組啟發(fā)式算法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解，并將優(yōu)化算法與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出了一個(gè)生產(chǎn)優(yōu)化與執(zhí)行系統(tǒng)。文章的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.在對(duì)馬鋼車輪公司火車車輪生產(chǎn)線的生產(chǎn)過(guò)程深入研究后，提煉出了一類離散制造業(yè)生產(chǎn)線生產(chǎn)方式中廣泛存在的“半flow shop”生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題，該調(diào)度問(wèn)題類似于flow shop但又與flow shop有差別，它允許生產(chǎn)線上加工的產(chǎn)品可以跳過(guò)一些工序。文章根

3、據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況建立了該調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，并針對(duì)該調(diào)度問(wèn)題的特點(diǎn)提出了一種用自適應(yīng)遺傳算法與FCFS調(diào)度規(guī)則結(jié)合求解的混合算法。 2.提出了一種具有序依賴setup time的單機(jī)器批量生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題，以總的setup time最小為目標(biāo)建立了該生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的自適應(yīng)混合遺傳算法求解該生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題，對(duì)遺傳算法的交叉和變異算子均按照該調(diào)度問(wèn)題的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，提出一種“緊后任務(wù)選優(yōu)重組交叉算子”，該算子能將調(diào)

4、度排序上的優(yōu)良性狀很好地遺傳到下一代群體中。用一種局部?jī)?yōu)化算法代替變異算子以提高算法的爬山能力。 3.將一類使用多種型號(hào)圓臺(tái)形原料的下料問(wèn)題定義為“多型材變截面一維下料問(wèn)題”。建立的數(shù)學(xué)模型考慮了刀縫寬度對(duì)切割計(jì)算的影響，考慮了企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際約束，并提出一種兩級(jí)分組啟發(fā)式算法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解。 4.在自適應(yīng)遺傳算法交叉和變異概率的計(jì)算中，引入基因信息熵的概念來(lái)計(jì)算個(gè)體差異度，克服了傳統(tǒng)自適應(yīng)遺傳算法靠個(gè)體適應(yīng)度來(lái)計(jì)算的不足