具有柔性資源約束的優(yōu)化調(diào)度問題研究.pdf

1、柔性資源客觀地存在于企業(yè)經(jīng)營運作的各個環(huán)節(jié)。產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)是制造型企業(yè)運營的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，產(chǎn)品開發(fā)項目調(diào)度和車間調(diào)度問題是這兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的核心問題。本文主要對具有柔性資源約束的產(chǎn)品開發(fā)項目調(diào)度和流水車間調(diào)度相關(guān)問題展開研究。具有柔性資源約束的調(diào)度問題比經(jīng)典調(diào)度問題更為復(fù)雜，都是強(qiáng)NP-hard問題。解決問題的核心是模型和算法，有效的調(diào)度算法，可以大大提高資源的利用率和生產(chǎn)效益。因此，研究具有柔性資源約束的調(diào)度問題不僅具有較大的理論意義

2、，而且具有相當(dāng)高的實用價值。本文的研究以國內(nèi)外已有的關(guān)于項目調(diào)度和車間調(diào)度等問題的最新研究成果為基礎(chǔ)，采取系統(tǒng)建模方法、優(yōu)化理論、人工智能和Matlab6.5編程與仿真等手段進(jìn)行研究，提出問題的數(shù)學(xué)表示方法、構(gòu)建有效的求解算法，得出有利于企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的參考性建議。本文主要圍繞下述幾個方面展開研究工作并取得了以下成果： (1)分析柔性的基本概念，給出了柔性資源的定義，并提出采用資源-能力矩陣對資源柔性分布進(jìn)行表示的方法和資源柔性程

3、度的度量方法。 (2)討論了經(jīng)典資源約束項目調(diào)度問題和流水車間調(diào)度問題的基本理論和研究現(xiàn)狀，通過對經(jīng)典調(diào)度問題基本假設(shè)的分析，提出了突破這些假設(shè)的本文所要研究的3個主要問題：具有柔性資源約束的產(chǎn)品開發(fā)項目調(diào)度問題，具有柔性資源約束的流水車間調(diào)度問題和具有學(xué)習(xí)效應(yīng)的柔性資源約束流水車間調(diào)度問題。 (3)對具有柔性資源約束的產(chǎn)品開發(fā)項目調(diào)度問題進(jìn)行深入研究：提出了具有柔性資源約束項目調(diào)度問題(FRCPSP)的數(shù)學(xué)表示方法；設(shè)

4、計了問題求解的改進(jìn)遺傳算法，采用基于優(yōu)先權(quán)的自然數(shù)編碼方法，提出了采用拓?fù)渑判蚝妥畲罅骼碚撓嘟Y(jié)合的解碼方法，并設(shè)計了適用于該問題的遺傳算子；通過計算機(jī)數(shù)據(jù)實驗驗證了算法求解問題的性能，說明了不同資源柔性程度和資源的技能分布對項目總工期的影響，指出合理的柔性資源調(diào)度方案對提高產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)效率的作用。 (4)對最小化調(diào)度時間表長為目標(biāo)函數(shù)的具有柔性資源約束的流水車間調(diào)度(FRCFSS)問題進(jìn)行了研究：闡述了問題的假設(shè)條件，建立了整數(shù)

5、規(guī)劃模型；分析了問題的強(qiáng)NP-hard特性；提出了有機(jī)結(jié)合啟發(fā)式算法、遺傳算法和禁忌搜索算法的問題求解的改進(jìn)算法(MA)，該算法由3個模塊構(gòu)成，分別用于求解作業(yè)排序、柔性資源分配和工序開始時間3個子問題；大量的計算機(jī)數(shù)據(jù)實驗說明該算法具有較好的魯棒性和收斂性；通過比較經(jīng)典流水車間調(diào)度問題和FRCFSS問題的求解結(jié)果，說明了對柔性資源合理調(diào)度，改進(jìn)了流水車間的生產(chǎn)績效。 (5)對具有學(xué)習(xí)效應(yīng)的柔性資源約束流水車間調(diào)度(FRCFSS