基于工序關系矩陣表的復雜產(chǎn)品綜合調度方法及應用研究.pdf

1、隨著我國國內市場經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，資源和環(huán)境約束不斷強化，制造業(yè)發(fā)展面臨諸多新挑戰(zhàn)，同時國際市場也不容樂觀，在高端制造領域與發(fā)達國家搶占新興領域的制高點，而在中低端制造領域又不得不與其他發(fā)展中國家展開競爭。在這樣的大背景下，國家制造強國戰(zhàn)略計劃《中國制造2025》應運而生，因此，要緊緊抓住當前這個難得戰(zhàn)略機遇，不斷提高我國制造業(yè)水平，實現(xiàn)我國由制造大國向制造強國的轉變。在制造領域，生產(chǎn)調度是企業(yè)生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)制造業(yè)生產(chǎn)高效

2、率、高柔性和高可靠性的關鍵。隨著社會對個性化產(chǎn)品需求的不斷增加，多品種小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品越來越多，若仍采用傳統(tǒng)的調度方法進行處理，特別是針對具有樹狀結構的復雜產(chǎn)品，不但會割裂產(chǎn)品生產(chǎn)過程中加工與裝配內在的可并行處理的特性，而且會影響產(chǎn)品的質量、精度和制造效率。因此，研究將加工與裝配一同處理的復雜產(chǎn)品綜合調度問題具有重大的理論價值和現(xiàn)實意義。經(jīng)過學者們多年來不斷地研究與探索，復雜產(chǎn)品綜合調度問題現(xiàn)已發(fā)展成為區(qū)別于作業(yè)車間調度問題和流水車間調

3、度問題的第三類調度問題。然而目前對于復雜產(chǎn)品綜合調度問題的研究成果主要集中在規(guī)則方法上。同時近十幾年來，人們通過借鑒自然界中生命體或物理過程的某些現(xiàn)象或機制而發(fā)展起來的元啟發(fā)式算法，如遺傳算法、禁忌搜索算法、模擬退火算法等，已成為解決傳統(tǒng)調度問題的主流方法。遺傳算法因具有對問題依賴性小，只根據(jù)個體的適應度值進行搜索等優(yōu)勢使其在生產(chǎn)調度問題中得到非常廣泛的應用，因此，本文基于改進的遺傳算法求解復雜產(chǎn)品的綜合調度問題，主要遵循由單產(chǎn)品到多產(chǎn)

4、品、由單目標到雙目標的技術路線并提出了相應問題的優(yōu)化方法。
　　本研究主要內容包括：⑴系統(tǒng)對傳統(tǒng)調度方法和綜合調度方法的研究現(xiàn)狀分別進行總結，分析了目前綜合調度方法研究中所存在的主要問題，并指出運用元啟發(fā)式算法求解復雜產(chǎn)品綜合調度問題是未來的發(fā)展趨勢。⑵針對復雜單產(chǎn)品綜合調度問題，提出了兩種基于工序關系矩陣表的復雜單產(chǎn)品綜合調度方法。首先，從正序調度的角度提出了一種基于正向工序關系矩陣表的改進式遺傳算法；然后，從逆序調度的角度提出

5、另一種基于逆向工序關系矩陣表的改進式遺傳算法；最后，通過算例驗證所提出的兩種改進式遺傳算法的可行性與優(yōu)越性。⑶針對同時考慮開始時間和交貨期約束的復雜多產(chǎn)品綜合調度問題，提出了一種復雜多產(chǎn)品的綜合調度方法。首先，對問題進行了數(shù)學描述，建立了以總拖期最小為主目標和以最大完工時間最小為次目標的雙目標優(yōu)化模型；其次，設計了融入多產(chǎn)品信息的編碼方式，以實現(xiàn)對多產(chǎn)品的整體調度；然后，設計了相應的交叉、變異操作方式以及改進式的插入式貪婪解碼方法；最后