基于混合差分進(jìn)化算法的制造過(guò)程分批優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、分批優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題考慮了訂單批量性，適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展所呈現(xiàn)的多品種和中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)。它涉及到批量劃分和排序優(yōu)化，比傳統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題更加復(fù)雜，也更貼近實(shí)際生產(chǎn)，其研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文在國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2007AA04Z155)、國(guó)家基金項(xiàng)目(編號(hào)：60874074)、省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào)：2004C11011)的資助下，圍繞分批優(yōu)化調(diào)度深入分析所研究問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，旨在研究差分進(jìn)化算法(Diffe

2、rential Evolution，DE)在并行機(jī)、流水車間及作業(yè)車間制造過(guò)程分批優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)同時(shí)處理批量劃分和排序優(yōu)化的有效算法，注重提煉問(wèn)題的特征，結(jié)合問(wèn)題信息開(kāi)發(fā)有效的優(yōu)化求解方法。論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)研究了差分進(jìn)化算法在并行機(jī)分批優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用。針對(duì)問(wèn)題中存在的批量劃分約束，提出了基于任務(wù)分配隊(duì)列的實(shí)數(shù)編碼方案，并設(shè)計(jì)了基于塊變異、塊交叉的全局搜索操作?；谏a(chǎn)周期性能指標(biāo)，在算法中進(jìn)

3、一步設(shè)計(jì)了基于問(wèn)題的局部搜索操作，提出了一種混合差分進(jìn)化算法。通過(guò)算例仿真和算法比較分析驗(yàn)證了算法的良好性能，最后將算法有效地應(yīng)用于某鋼鐵廠的冷軋精整生產(chǎn)調(diào)度實(shí)例的求解。
　　 (2)針對(duì)流水車間制造過(guò)程中不同產(chǎn)品所含批量之間不允許交叉生產(chǎn)的情況，基于分批傳輸?shù)恼{(diào)度策略，建立了非混排流水車間分批優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題模型，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的混合差分進(jìn)化算法。在傳輸批量無(wú)約束的情況下，給出了問(wèn)題的完工時(shí)間快速評(píng)價(jià)法用于算法解碼過(guò)程。算法進(jìn)化過(guò)程

4、采用基于DE/rand/l/bin機(jī)制的全局搜索操作和基于Insert鄰域結(jié)構(gòu)的局部搜索操作，來(lái)優(yōu)化確定工件的加工排序。最后，在算法所得解的基礎(chǔ)上，通過(guò)啟發(fā)式劃分方法獲得批量劃分方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了算法的優(yōu)良性能，所設(shè)計(jì)的快速評(píng)價(jià)方法和啟發(fā)式劃分方法可起到減少算法計(jì)算量、減輕算法優(yōu)化壓力的效果。
　　 (3)針對(duì)混排流水車間分批優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，也即在加工一個(gè)產(chǎn)品的各個(gè)子批量之間允許加工其它產(chǎn)品的子批量的情況下，考慮傳輸批量大小約束

5、，建立了問(wèn)題模型?；诜峙a(chǎn)策略，設(shè)計(jì)了一種混合差分進(jìn)化算法來(lái)優(yōu)化確定批量劃分和排序優(yōu)化。算法采用兩級(jí)染色體編碼，對(duì)于劃分染色體和排序染色體分別采用前面所設(shè)計(jì)的進(jìn)化過(guò)程。為了進(jìn)一步縮短完工時(shí)間，在算法解碼過(guò)程中，基于分批傳輸策略進(jìn)行二次劃分得到小傳輸子批。通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)所提方法進(jìn)行了比較分析，結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的劃分方法的有效性以及算法的優(yōu)化性能。
　　 (4)對(duì)多資源柔性作業(yè)車間分批優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究，基于等量分批策略，建