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《东北大学》 2008年
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基于OCTPN和混合遗传算法的JSP多目标优化调度

刘晓霞  
【摘要】: 本文以面向对象着色赋时Petri网和混合遗传算法为工具,对具有多工艺加工路径的生产车间调度问题进行了研究。本文的研究结果和内容可概括为以下的几个主要方面: 将Petri网的“着色”这一抽象机制与面向对象的类、继承等概念相融合,提出一种面向对象的着色赋时Petri网OCTPN (Object-oriented Colored Timed Petri Net).以OCTPN为建模工具分别研究了单资源、双资源和多资源作业车间调度优化问题。OCTPN模型基于“面向对象”而不是基于“面向过程”,把描述系统本质和能力部分抽象为不同的对象,而把描述系统动态行为的进程抽象为对象的实例,并赋予不同的颜色,较大地改善了制造系统调度模型规模庞大和可重用性差的问题。 将一种Pareto排序策略嵌入到Pareto竞争方法中,提出了一种新的解决多目标优化调度的混合遗传算法。该方法在执行选择操作时,使用小生境技术来选取进入下一代的个体,使得搜索尽可能在整个解空间进行,避免算法收敛到局部最优。采用多种交叉方法和变异方法提高了算法的收敛速度。为了避免进化过程中最优解的遗失,采用Pareto解集过滤器保存进化过程中出现的最优解。通过仿真实验证明了算法的正确性和优越性。在该算法的基础上研究了双资源作业车间的双目标、多目标调度问题。 在双资源双目标调度问题中,首先研究了生产周期和生产费用的双目标调度优化问题,并对工人/机床的比率和工人任务量的分配对该种车间的调度结果产生的影响进行了研究。在双资源双目标静态调度问题的基础上,研究了动态调度问题;对机床故障、工人离岗、订单取消等基于时间和任务进行分类,决定是否执行再调度;针对不同的情况进行不同的处理,选用合理有效的调度策略,最大限度地维持作业车间的生产能力。 在双资源多目标调度问题中,从企业不同部门的利益出发,兼顾各个部门的期望目标,实现了对生产周期、生产费用、机床最大负载、机床总负载和客户满意度等多个目标进行优化,最后利用层次分析方法从得到的最优解集中选出符合决策者偏好的解作为调度的最优解。 最后,用Delphi和Flexsim软件联合开发了实用的生产车间调度软件。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP301.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汤剑;齿轮加工车间生产调度问题的研究[D];南昌大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张建朝,刘振娟,李宏光;Petri网图形建模仿真系统的研究与开发[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年02期
2 熊惠明,徐国华;用Petri网实现FMS负载平衡调度[J];成组技术与生产现代化;2004年01期
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3 陶泽;基于Petri网和混合遗传算法的JSP优化调度[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴云高;基于遗传算法的车间调度方法及其应用[D];浙江工业大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 曾凌峰;;基于遗传算法的自动组卷策略与实现[J];辽宁科技大学学报;2010年03期
10 宫照煊;王莉;;基于正交设计的免疫克隆遗传算法[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄孝鹏;龚亲华;李振宇;许甜甜;;中国古代决策思想与现代决策科学的融合与发展[A];安徽省管子研究会2011年年会暨全国第六届管子学术研讨会交流论文集[C];2011年
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4 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 杨泽青;刘丽冰;谭志洪;刘伟玲;;自适应遗传算法在柔性检测路径规划中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘长有;张莉;;基于着色Petri网的一类航班推出冲突建模与仿真[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 郑涛;周卫荣;吴刚;;人民币发行中的分券别成本优化模型[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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9 ;Production Logistics Scheduling Optimization Based on Improved Multi-Colony[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 许秀英;甘龙辉;陶冶;黄操军;;基于遗传神经网络的土壤含水率预测[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘心;基于Petri网的FMS建模及故障诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
8 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
9 何非;装配制造系统复杂特性建模及其应用研究[D];华中科技大学;2010年
10 何英;干旱区典型流域水资源优化配置研究[D];新疆农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
3 李蕾;有色Petri网的动态性质判定及其在组装生产线中的应用[D];山东科技大学;2010年
4 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
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10 白明;船舶管系路径优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨俊安,庄镇泉,史亮;多宇宙并行量子遗传算法[J];电子学报;2004年06期
2 戴绍利,谭跃进,汪浩;生产调度方法的系统研究[J];系统工程;1999年01期
3 卢冰原,谷锋,陈华平,王卫平;模糊生产系统中的Flexible Job-Shop调度模型[J];系统工程;2004年07期
4 张卫德,严洪森,徐成;基于Flexsim的生产线仿真和应用[J];工业控制计算机;2005年09期
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6 韩兵,张颖川,席裕庚;橡胶轮胎混合生产过程建模与调度[J];化工自动化及仪表;1999年06期
7 越民义,韩继业;n个零件在m台机床上的加工顺序问题(Ⅰ)[J];中国科学;1975年05期
8 王太江,王时龙,龙雪峰;基于移动AGENT的敏捷车间调度控制系统建模[J];机电一体化;2004年02期
9 李霄峰,戴晓明,邵惠鹤,任德祥;基于改进的RA算法的混合Flowshop调度问题的求解[J];计算机工程;2002年06期
10 彭传勇;高亮;邵新宇;周驰;;求解作业车间调度问题的广义粒子群优化算法[J];计算机集成制造系统;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 卢冰原;模糊环境下的Flexible Job-shop调度问题的研究[D];中国科学技术大学;2006年
2 左燕;大规模复杂生产调度问题瓶颈分解方法研究[D];上海交通大学;2007年
3 张超勇;基于自然启发式算法的作业车间调度问题理论与应用研究[D];华中科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 夏正喜;JZIC公司生产调度优化研究[D];南昌大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张建朝,刘振娟,李宏光;Petri网图形建模仿真系统的研究与开发[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年02期
2 熊惠明,徐国华;用Petri网实现FMS负载平衡调度[J];成组技术与生产现代化;2004年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴维敏;离散事件系统的Petri网控制器综合[D];浙江大学;2002年
2 蔡宗琰;计算机辅助可重构制造系统设计的概念研究[D];西北工业大学;2002年
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1 吴云高;基于遗传算法的车间调度方法及其应用[D];浙江工业大学;2002年
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7 王学军;;基于J2EE的电子政务系统设计及其关键技术[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
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9 姜波;杨晶;何剑虹;陈祥光;;钢轨供应链系统的研究与实现[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
10 余建国;李言;李淑娟;;基于JSP的模具制造执行管理系统关键技术研究[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
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1 饶兴鹤;日本JSP计划在华建EPP生产基地[N];中国化工报;2011年
2 重庆 netgod;网络个人理财[N];电脑报;2002年
3 阿佟;网站建设后台解决方案的鼎力之作[N];中华读书报;2001年
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7 阿光;电子元器件专业网站i689.com问世[N];中国经营报;2000年
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9 重庆 netgod;网络个人理财[N];电脑报;2002年
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1 刘晓霞;基于OCTPN和混合遗传算法的JSP多目标优化调度[D];东北大学;2008年
2 赵凯;基于个性化产品定制的参数化设计系统研究[D];东北大学;2009年
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8 尚颖娟;基于ArcIMS的WebGIS研究与应用[D];武汉大学;2005年
9 连城;电子学档的开发与应用研究[D];华东师范大学;2007年
10 张娜;农业农村数据中心的设计与实现[D];吉林大学;2007年
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