多因素多工藝集成環(huán)境下生產(chǎn)調(diào)度問題研究.pdf

1、工藝規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度是制造系統(tǒng)中兩個重要組成部分。傳統(tǒng)制造中，二者往往以獨立、串行的模式運行，導(dǎo)致工藝路線實時性差、資源利用不均衡、調(diào)度瓶頸多等問題。在當(dāng)今多樣化的客戶需求及日趨激烈的市場競爭環(huán)境下，傳統(tǒng)制造模式難以適應(yīng)制造系統(tǒng)高效率、高柔性的生產(chǎn)要求。工藝規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度集成，是解決這一問題的有效途徑。本文針對單件及中小批量生產(chǎn)實際，依據(jù)多工藝、多約束、多目標(biāo)的思想所形成的擴(kuò)展生產(chǎn)過程，研究多種具有擴(kuò)展特性的工藝規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度集成問題（I

2、PPS），具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　在對工藝規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度基本功能分析的基礎(chǔ)上，提出了一種由訂單處理層、工藝規(guī)劃層、生產(chǎn)計劃層、調(diào)度層及生產(chǎn)實施層組成的工藝規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度集成制造系統(tǒng)運行模式，對各個層次進(jìn)行了分析，對該模式的運行流程進(jìn)行了討論，在此基礎(chǔ)上，建立了基本IPPS問題的數(shù)學(xué)模型。
　　針對擴(kuò)展型IPPS問題的特點，設(shè)計了一種由工件層、加工設(shè)備層、加工方法層、工藝路線層等組成的多層通用編碼結(jié)構(gòu)，針對單目

3、標(biāo)擴(kuò)展型IPPS問題，提出了一種基于多層編碼結(jié)構(gòu)的粒子群算法及遺傳算法，考慮到交貨期因素的特殊性，針對具有交貨期約束的IPPS問題，設(shè)計了一種三階段式解碼方法；針對多目標(biāo)IPPS問題，提出了一種基于多層編碼結(jié)構(gòu)的非支配排序遺傳算法-Ⅱ。
　　將裝配環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)及加工環(huán)節(jié)作為調(diào)度優(yōu)化環(huán)節(jié)，對裝配設(shè)備、運輸工具及加工設(shè)備進(jìn)行選擇與調(diào)度，以成品完工時間最小為目標(biāo)，建立了裝配、運輸與加工一體化IPPS問題的數(shù)學(xué)模型，提出一種基于多層編碼

4、結(jié)構(gòu)的粒子群算法，并通過實例對所建模型及算法進(jìn)行了驗證。
　　針對批量制造環(huán)境下的IPPS問題，將物料需求（BOM）融入到IPPS問題中，以成品完工時間最小為目標(biāo)，對考慮批量及BOM的IPPS問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，基于通用編碼結(jié)構(gòu)，釆用一種多層編碼結(jié)構(gòu)的粒子群算法對該問題進(jìn)行求解；此外，由于釆用固定分批策略可能導(dǎo)致負(fù)載與設(shè)備能力間不均衡，因而，釆用了一種柔性分批策略，對工件的批次數(shù)及批量進(jìn)行劃分，以最大完工時間（makespan）最小

5、為目標(biāo)，對考慮柔性分批策略的IPPS問題進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，提出一種基于多層編碼結(jié)構(gòu)的粒子群算法，并通過實例對所建模型及算法進(jìn)行驗證。
　　對具有交貨期約束的IPPS問題和考慮時間不確定的IPPS問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。針對具有交貨期約束的IPPS問題，考慮到交貨期因素的特殊性，提出一種由前插式主動解碼、逆向主動解碼及修正操作所組成的三階段式解碼方法，并釆用一種基于多層編碼結(jié)構(gòu)及三階段式解碼的遺傳算法進(jìn)行問題求解；針對考慮時間不確定的IP