基于混合遗传算法的可重组生产线调度方法研究

论文摘要

现代制造业发展的一个重要特征是由单品种多批量生产转向多品种少批量生产，这对制造系统的柔性程度提出了很高的要求，可重组制造系统就是在这样的需求环境下产生的。现有的可重组制造系统研究内容大多集中在大型的复杂系统模型上，但对于一般的中小型企业而言，其可行性十分的低。本文研究的目的就是在较低成本改造的前提下，形成可重组生产线，并在此基础上以基于瓶颈工序的生产调度算法提高整体系统的有效产出，从而在降低在制品库存的同时缩减开支，提高企业在新的竞争环境下的生存能力。 本文开展的主要研究工作如下： 1．阐述了可重组制造系统的概念及特点，在此基础上结合约束理论的概念，对可重组生产线的调度问题进行了研究，即基于瓶颈约束可重组生产线生产调度问题。 2．应用约束理论确定瓶颈工序，利用可重组单元释放其产能，在构建了可重组生产线的总体结构的基础上，通过研究生产调度的描述与模型，针对性地建立了以成本调度指标为目标函数的数学模型。 3．根据可重组生产线的作业计划问题，研究了以瓶颈工序产能为目标的可重组生产线调度问题的核心算法——混合遗传算法。以瓶颈工序为目标，前、后工序的作业根据瓶颈工序分别按拉动、推动的方式排定。此作业计划的优化算法利用禁忌搜索特有的记忆思想重新设计遗传算法中的变异算子，形成了具有针对性的混合遗传算法，从而改变生产线的加工能力以适应市场快速多变的需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题目的及意义
• 1.3 相关技术及研究现状
• 1.3.1 可重组制造系统
• 1.3.2 生产调度问题
• 1.3.3 生产调度优化方法
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 可重组制造系统
• 2.1 可重组制造系统
• 2.1.1 概念与特点
• 2.1.2 企业不同层面上的重组
• 2.2 可重组生产线
• 2.3 电机可重组生产线
• 2.3.1 工艺流程分析
• 2.3.2 生产线的需求
• 2.3.3 可重组生产线的总体结构
• 2.3.4 发料单系统
• 2.3.5 可重组单元
• 2.4 本章小结
• 第3章 可重组生产线的调度问题
• 3.1 调度问题的定义及描述
• 3.1.1 定义
• 3.1.2 描述
• 3.2 约束理论在可重组生产线的应用
• 3.2.1 约束理论
• 3.2.2 可重组生产线的瓶颈确定
• 3.3 基于瓶颈约束建立的可重组生产线调度问题
• 3.3.1 可重组生产线调度问题的描述
• 3.3.2 可重组生产线调度问题的数学模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 可重组生产线调度问题的混合遗传算法研究
• 4.1 遗传算法
• 4.1.1 基本原理与基本流程
• 4.1.2 模式定理和隐含并行性
• 4.1.3 遗传算法的缺陷
• 4.2 混合遗传算法
• 4.2.1 禁忌搜索算法
• 4.2.2 混合遗传算法的框架设计
• 4.2.3 混合遗传算法的操作
• 4.3 本章小结
• 第5章 实例研究
• 5.1 算法实例
• 5.1.1 问题描述
• 5.1.2 算法应用
• 5.1.3 算法结果及评价
• 5.2 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 进一步的工作方向
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果