應用齊套概念的離散制造業(yè)生產(chǎn)調(diào)度問題研究.pdf

1、本論文主要研究齊套概念下的離散制造業(yè)生產(chǎn)調(diào)度問題。在多品種少批量或單件小批生產(chǎn)模式下，生產(chǎn)裝配型制造企業(yè)生產(chǎn)管理中的關(guān)鍵問題之一就是缺件。齊套問題嚴重影響生產(chǎn)過程的同步進行。其次，以MRP為核心的管理信息系統(tǒng)，不能清楚反映不同工件之間的先后關(guān)系和產(chǎn)品齊套性，影響了制造業(yè)管理信息化軟件的應用效果。第三，傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度研究，忽視了工件的可用性和訂單的重要性。本論文主要研究面向齊套概念的兩類基本調(diào)度問題：綜合作業(yè)調(diào)度問題(CJSSP)和訂單作

2、業(yè)調(diào)度問題(COSPJS)，主要目的是改善生產(chǎn)管理系統(tǒng)的性能以及提高客戶對企業(yè)的滿意程度。本論文的主要研究工作包括如下六個方面： (1)綜述了齊套概念研究現(xiàn)狀，在分析齊套概念內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，給出齊套概念的定義，研究了齊套概念的應用，提出了面向齊套的生產(chǎn)調(diào)度模式。在綜述含裝配約束的調(diào)度問題研究現(xiàn)狀、分析生產(chǎn)管理和調(diào)度理論研究中存在問題的基礎(chǔ)上，提出了CJSSP概念，給出了三種分類方法，分析了CJSSP的涵義與用途。在系統(tǒng)描述CJSS

3、P的基礎(chǔ)上，建立了單產(chǎn)品和多產(chǎn)品問題的數(shù)學模型。 (2)研究了在不可行域中求解CJSSP的遺傳算法。在分析CJSSP特點的基礎(chǔ)上，采用基于工序的擴展編碼方案，提出基于選擇解碼字符串解碼方法，從而給出了處理裝配約束問題和不可行染色體的一種有效方法，對根據(jù)FT10構(gòu)造的單產(chǎn)品和多產(chǎn)品CJSSP求解結(jié)果表明，遺傳算法是可行和有效的。在總結(jié)遺傳算法的基礎(chǔ)上，提出了基于不可行域的CJSSP遺傳算法概念，其關(guān)鍵技術(shù)是染色體轉(zhuǎn)換方法。

4、 (3)提出了四種染色體轉(zhuǎn)換方法。綜述了約束處理技術(shù)的現(xiàn)狀，提出了染色體轉(zhuǎn)換的四項要求，設(shè)計并實現(xiàn)了四種轉(zhuǎn)換方法，遺傳算法應用實驗說明了根右移子樹歸位法和基于路徑表的掃描換位法轉(zhuǎn)換結(jié)果最好，而且前者具有較好的綜合性能。 (4)提出了四種度量染色體轉(zhuǎn)換質(zhì)量的性能指標。在染色體語義分析的基礎(chǔ)上，提出了染色體基因保位度、父項裝配體基因右移量、父項裝配體基因位移量和種群轉(zhuǎn)換熵損失四種染色體轉(zhuǎn)換度量指標，性能測試實驗和遺傳算法應用實驗均得

5、到了很好結(jié)果，證實了所設(shè)計定量指標的有效性。 (5)研究了在可行域中求解CJSSP的遺傳算法。在前面研究的基礎(chǔ)上，提出了基于染色體轉(zhuǎn)換的初始種群產(chǎn)生方法，采用分而治之的策略，綜合應用編碼方法和遺傳操作算子來保證染色體的可行性，提出了裝配體分類和可操作基因串兩個核心概念，依此概念為基礎(chǔ)設(shè)計了交叉與變異算子，對構(gòu)造問題和文獻實際問題的求解結(jié)果，以及與復雜規(guī)則算法結(jié)果的對比，證實了所設(shè)計遺傳算法的優(yōu)越性能。 (6)研究了訂單作

6、業(yè)調(diào)度問題。綜述了訂單作業(yè)調(diào)度相關(guān)問題研究現(xiàn)狀，提出了COSPJS概念，建立了COSPJS數(shù)學模型，提出了基于訂單的交叉算子和變異算子，采用自適應交叉變異和基于相似性交叉技術(shù)，設(shè)計的遺傳算法解決了普通遺傳算法中解空間的適應值集聚難題，對較大規(guī)模的構(gòu)造問題測試表明了算法的有效性。 本論文研究表明，可以應用齊套概念有效解決離散制造企業(yè)廣泛存在的缺件問題，CJSSP和COSPJS是面向齊套的生產(chǎn)調(diào)度的兩類基本問題，不但具有理論意義而且