基于混合遺傳算法的MES車間調(diào)度系統(tǒng)研究.pdf

1、制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System， MES)是面向車間層的管理信息系統(tǒng)，能夠有效填補(bǔ)上層企業(yè)計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)之間的“鴻溝”，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化、管控一體化的關(guān)鍵。
　　 對(duì)于離散制造業(yè)，生產(chǎn)車間調(diào)度是MES系統(tǒng)的核心，車間調(diào)度問題的優(yōu)化是企業(yè)提高資源利用率和運(yùn)行效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。因此，研究基于先進(jìn)調(diào)度理論的MES車間調(diào)度系統(tǒng)，對(duì)于提升車間生產(chǎn)效率、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義

2、。
　　 本文首先概述了車間調(diào)度問題的基本概念，包括問題定義、性能指標(biāo)和問題的分類等，對(duì)車間調(diào)度問題中最典型的作業(yè)車間調(diào)度問題(Job-shop Scheduling Problem， JSP)和柔性作業(yè)車間調(diào)度問題(Flexible JobShop Scheduling Problem， FJSP)進(jìn)行了深入研究，給出了不同調(diào)度目標(biāo)下的問題數(shù)學(xué)模型。
　　 其次，針對(duì)遺傳算法存在容易早熟收斂或收斂速度慢的缺點(diǎn)，提出了一

3、種新的混合遺傳算法-自適應(yīng)文化遺傳算法(SCGA)，該算法基于文化算法進(jìn)化思想，通過(guò)知識(shí)空間的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)指導(dǎo)群體空間個(gè)體的遺傳進(jìn)化過(guò)程，可以降低算法的搜索隨機(jī)性，提高收斂速度。
　　 為了求解JSP這一典型的NP-Hard難題，SCGA算法采用基于操作的編碼方式、自適應(yīng)交叉和變異算子，并設(shè)計(jì)了知識(shí)空間的更新方式。為了求解更復(fù)雜的FJSP調(diào)度問題，設(shè)計(jì)了基于工序和機(jī)器分配的雙層編碼方式，改進(jìn)了交叉、變異操作方式和知識(shí)空間更新方式。以

4、Makespan為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)一組典型的JSP和FJSP算例進(jìn)行求解，試驗(yàn)結(jié)果表明SCGA算法可以有效解決JSP和FJSP調(diào)度問題。
　　 最后，以山東某電梯公司機(jī)械加工車間為對(duì)象，深入分析了該車間的生產(chǎn)特點(diǎn)，并在研究MES功能架構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對(duì)該車間生產(chǎn)管理的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)MES車間調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了本文提出的SCGA調(diào)度算法，并采用Visual Basic6.0作為前臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)工具，SQL Server2000