收藏本站
《武汉大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向模糊车间调度问题的智能算法研究

郑友莲  
【摘要】:科学地制定生产调度方案,对于缩短产品生产周期,控制车间的在制品库存,提高产品交货期满足率和提高企业生产率起着至关重要的作用。有效的调度方法与优化技术的研究,对于实现先进制造企业的现代化具有重要的理论价值和实际意义。鉴于调度问题的复杂性,传统优化方法已难于求解,因此软计算方法成为求解此类问题的有效途径,是当前国内外研究的一大热点,提出了诸多有价值的新型调度算法。 生产调度方面的研究成果更多是以确定性调度模型为基础,而实际生产过程中存在着诸多不确定性因素,如果调度模型忽略了这些不确定性因素,将使调度方案的实际应用价值大打折扣。而模糊理论能够切合实际地描述生产过程中的不确定性事件,优化模糊调度方案可以有效地提高实际生产效率,大大减少生产计划和调度失调的概率。本文研究生产调度中最基本、最重要的作业车间调度问题,并用模糊理论来处理调度中的不确定性,进一步引入机器可用性约束、柔性、多目标等重要因素,本文针对这些非常复杂的综合性模糊作业车间调度问题,提出基于进化计算的求解方法。 对于带有可恢复作业和预防性维修的模糊作业车间调度问题,设计了一种随机键遗传算法,采用随机键编码和带有维修操作的解码策略;使用二元锦标赛选择、离散交叉和互换变异算子来进化种群;该算法的染色体为实数串,解码时能直接转换成有序操作表,算法实现简单,试验表明有较强的寻优能力。 针对带有柔性加工计划和模糊加工条件的作业车间调度问题,提出了一种有效的协同进化遗传算法,同时进化其中的两个子问题:机器分配子问题和操作顺序子问题,以最小化模糊最大完成时间;两个子问题分别使用实数串编码和整数串编码,并提出了一种应用于两类染色体的协同进化技术;在每一代,一些个体只进化一个串,另一些个体则同时进化两个串。该算法较好地保持了全局探测和局部优化间的平衡。 针对最小化makespan的模糊作业车间调度问题,提出了一个有效的群体邻域搜索算法,并提出了基于有序工序的编码方案和基于互换的邻域搜索算子,以二元锦标赛策略选择待进化个体,以概率1执行互换算子,不断进化和优化群体以逼近最好解。该算法结构简单,实现容易,试验表明具有较强的全局和局部优化能力,以及较快的收敛速度。 在模糊柔性作业车间调度问题中,以最小化模糊最大完工时间和最大机器工作负荷为目标,提出了一种多目标群体邻域搜索算法,分别用基于有序操作的二元组串和三维数组编码表示操作顺序子问题和机器分配子问题的解;设计了三种邻域搜索算子(两种互换算子和一种插入算子)来产生新解;提出了一种有效的档案维护策略以获得非劣解集。试验表明该多目标群体邻域搜索算法具有较强的全局和局部优化能力。 设计了一个求解模糊作业车间调度问题的人工蜂群算法,并提出一种基于插入算子的邻域结构,使用二元锦标赛选择为跟随蜂选择解,使用邻域搜索算子分别为采蜜蜂和跟随蜂更新解,在算法的每一轮循环,采蜜蜂阶段和跟随蜂阶段相继执行,每隔一些循环,最差解被精英解替换。而后将其发展为多目标人工蜂群算法,求解具有柔性维修的多目标模糊作业车间调度问题,以最小化模糊makespan和模糊总拖后完成时间。使用加权目标值的方法为每只跟随蜂选择解;使用互换邻域搜索算子分别为采蜜蜂和跟随蜂更新解;每隔一些循环,用具有最小加权目标值的解替换具有最大加权目标值的解。与一般的多目标优化算法相比,该多目标人工蜂群算法具有较低的计算复杂度,与文献中的算法进行比较测试,结果表明该多目标人工蜂群算法能提供更优的解和更好的调度策略。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP18;TB497

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡良伟,张基宏,李霞;作业车间调度问题的多种群遗传算法[J];电子学报;2005年06期
2 周驰;高亮;高海兵;;基于PSO的置换流水车间调度算法[J];电子学报;2006年11期
3 张长胜;孙吉贵;欧阳丹彤;;一种自适应离散粒子群算法及其应用研究[J];电子学报;2009年02期
4 田野;刘大有;;求解流水车间调度问题的混合粒子群算法[J];电子学报;2011年05期
5 陈知美;顾幸生;;改进型蚁群算法在Job Shop问题中的应用[J];华东理工大学学报(自然科学版);2006年04期
6 沈兵虎;柳毅;潘瑞芳;;改进微粒群算法求解模糊交货期Flow-shop调度问题[J];计算机工程与应用;2006年34期
7 吴大为,陆涛栋,刘晓冰,孟永胜;求解作业车间调度问题的并行模拟退火算法[J];计算机集成制造系统;2005年06期
8 宋晓宇;朱云龙;尹朝万;李富明;;应用混合蚁群算法求解模糊作业车间调度问题[J];计算机集成制造系统;2007年01期
9 张维存;郑丕谔;吴晓丹;;蚁群遗传算法求解能力约束的柔性作业车间调度问题[J];计算机集成制造系统;2007年02期
10 刘延风;刘三阳;;改进微粒群优化求解置换流水车间调度问题[J];计算机集成制造系统;2009年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张国辉;柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪琥庭;模糊综合评判法及其在教学评估中的应用[J];安徽教育学院学报;2001年03期
2 李洪文;侯峰;范恩强;;模糊综合评判在灭火救援指挥效能评估中的应用[J];安防科技;2010年09期
3 蒋培玉;沈斐敏;凌丽芸;;城市隧道机电系统模糊综合安全评价[J];安防科技;2011年07期
4 王庆生,曹健,刘维平;一个基于模糊综合评判规则的干部评测系统[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年03期
5 刘丽,周新;模糊综合评判在建筑设计方案评价中的应用[J];安徽建筑;2003年05期
6 张恒;用大蒜及其提取物保鲜蔬菜研究[J];安徽农业科学;2005年06期
7 黄海;;土地整理项目规划中的风险识别与风险评价研究[J];安徽农业科学;2008年09期
8 杜世平;汪建;马文彬;;层次模糊综合评价法在校园环境质量评价中的应用[J];安徽农业科学;2008年10期
9 孙晶;陆小雪;张丽华;;南瓜莲藕复合果蔬汁制作工艺研究[J];安徽农业科学;2009年05期
10 王慎敏;于海泳;陈昌春;马其芳;;综合效益评价视角下土地整理项目方案择优研究——以江苏省丹阳市吕城镇为例[J];安徽农业科学;2009年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程学进;董玉革;;基于离散模糊事件隶属函数的模糊可靠性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 赵亮;;遗传增强混沌粒子群算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 姚国;;高等教育教学质量的模糊综合评判[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
4 韩亚南;宋金杰;;基于模糊积分的医学情报研究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
5 张辉;李永级;韩晓光;;基于AHP和模糊评判的船员安全值班水平评估[A];第二届广东海事高级论坛论文集[C];2008年
6 夏藩;;“极大可能性估计”中参照函数的选择[A];广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2010年
7 甘屹;杜继涛;;基于并行蚁群优化的车间调度研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年
8 戴祯平;;贵州省县级供电企业综合能力模糊评判应用[A];贵州省软科学研究论文选编(2001—2004)[C];2005年
9 熊鸿斌;刘进;;城市生态环境质量模糊综合评价研究——以合肥市为例[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
10 李春萍;;基于分布特征的海淀区垃圾清洁站及居民小区大气质量模糊评价[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 马英;考虑维护时间的机器调度问题研究[D];合肥工业大学;2010年
4 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
5 叶笠;基于统一节点电压增量比向量的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2011年
6 罗彬;基于MMOI方法的电信客户流失预测与挽留研究[D];电子科技大学;2010年
7 赖军臣;基于病症图像的玉米病害智能诊断研究[D];石河子大学;2010年
8 唐丽;湖南南天竹遗传多样性及园林利用评价体系研究[D];中南林业科技大学;2007年
9 杨玉芬;基于模糊数学的机械零件表面结构几何特征研究[D];太原理工大学;2011年
10 郝学军;铁路多经效益型物流组织理论与实践研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段守军;煤炭资源潜力评价研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨媛;基于灰关联及其预测的煤矿安全管理及事故预警方法[D];河南理工大学;2010年
3 单文娟;铝电解槽焙烧与启动过程危险源辨识与评价研究[D];河南理工大学;2010年
4 顾之宇;自动钻铆系统的模块化设计及其实现方法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 王焯;基于模糊理论的尾矿坝安全现状综合评价[D];山东科技大学;2010年
6 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
7 乔小琴;基于灰理论的土石坝安全监控综合评价模型研究[D];郑州大学;2010年
8 李善花;中国种业上市公司财务风险评价与控制研究[D];山东农业大学;2010年
9 陈曦;ERP集成的离散制造企业MES应用研究[D];大连理工大学;2010年
10 苌占波;咀嚼机器人建模与控制研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈皓,陈铁英;用遗传算法求解柔性作业车间调度问题[J];兵工自动化;2004年04期
2 唐立新,杨自厚,王梦光;炼钢-连铸最优炉次计划模型与算法[J];东北大学学报;1996年04期
3 刘民,吴澄,杨英杰;并行多机调度问题的一种基于组合规则的遗传算法[J];电子学报;2000年05期
4 尹文君,刘民,吴澄;带工艺约束并行机调度问题的一种新的遗传算法[J];电子学报;2001年11期
5 江瑞,罗予频,胡东成,司徒国业;一种基于多Agent协同的准并行遗传算法[J];电子学报;2002年10期
6 高海兵,高亮,周驰,喻道远;基于粒子群优化的神经网络训练算法研究[J];电子学报;2004年09期
7 周驰;高亮;高海兵;;基于PSO的置换流水车间调度算法[J];电子学报;2006年11期
8 张长胜;孙吉贵;欧阳丹彤;;一种自适应离散粒子群算法及其应用研究[J];电子学报;2009年02期
9 赵文成;赵红;;基于产业价值链的我国制造业竞争战略研究[J];中国工程科学;2008年09期
10 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
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈知美;顾幸生;;基于蚁群算法的Job Shop问题[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 潘全科;智能制造系统多目标车间调度研究[D];南京航空航天大学;2003年
2 刘琳;动态不确定环境下生产调度算法研究[D];上海交通大学;2007年
3 程蓉;复杂生产环境下优化调度方法研究与系统实现[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 耿树会;基于自然计算的作业车间调度问题求解[D];西安电子科技大学;2005年
2 安进;车间生产批量优化调度研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 丁书斌;基于混合遗传算法的车间调度方法研究与应用[D];大连理工大学;2006年
4 戴涛;基于多智能体的生产调度方法与应用[D];武汉理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程渭吕;通信及信号处理用的新算法[J];上海航天;1985年01期
2 郭福顺 ,高铁军;抽象数据型与一类表达式的化简[J];哈尔滨工业大学学报;1985年A3期
3 刘锋;李屹;李丽娟;;一种改进的人工蜂群算法及其在桁架几何优化设计中的应用研究[J];工程设计学报;2013年06期
4 焦健;瞿有利;;知网的话题更新与跟踪算法研究[J];北京交通大学学报;2009年05期
5 左幸;陶卫国;马光文;;三角旋回算法及其在短期水火协调优化中的应用[J];华东电力;2007年10期
6 牛连强;薛瑾;朱天翔;;快速绘制圆弧的行程算法[J];沈阳工业大学学报;2010年04期
7 刘彬;吴嗣亮;姜万录;;FFT算法中求P值的一般方法[J];东北重型机械学院学报;1986年04期
8 刘彬,张立杰,张春杰;一种改进的FFT算法[J];东北重型机械学院学报;1997年04期
9 穆世强;;一种改进的LMS算法及自适应高分辨阵列测向[J];电子对抗技术;1992年03期
10 高波;田东;胡亮;傅泽田;;Free Search——一种新的进化算法[J];仪器仪表学报;2006年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 刘明兰;王玲琍;曾春年;钟绍华;张俊;;双模自组织Fuzzy-Dahlin算法研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
2 王春厚;许都;孙健;;一种降低误判率的BF快速匹配算法结构[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年
3 胡海清;;序列最小优化及其改进算法[A];第十届中国科协年会信息化与社会发展学术讨论会分会场论文集[C];2008年
4 桑红燕;潘全科;任立群;;解决单机准时排序问题的差异进化算法[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
5 周川;张璐;陈庆伟;;基于神经网络PID的智能AQM新算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 陈小林;赵建;王延杰;;多模实时跟踪算法研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
7 羌磊;肖田元;宋士吉;;多种群模式协同搜索贝叶斯优化算法[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
8 傅荟璇;王宇超;孙枫;;融合Kalman滤波的自适应带宽Mean Shift算法[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年
9 阮秀凯;张志涌;;一种基于支持向量回归的盲恢复新算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第七分册)[南京理工大学学报(增刊)][C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
2 郑友莲;面向模糊车间调度问题的智能算法研究[D];武汉大学;2011年
3 高健;分布式环境的同顺序流水作业问题求解算法研究[D];大连海事大学;2013年
4 毕云龙;自适应声学回声抑制算法研究及其VLSI芯片设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 赵立权;ICA算法及其在阵列信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦健;基于知网和话题更新的话题跟踪算法研究[D];北京交通大学;2009年
2 岳凤;多态蚁群算法研究及其应用[D];山东师范大学;2009年
3 涂小坡;图像显著性算法和评价研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 张俊杰;改进的社会力模型优化算法的研究与应用[D];太原理工大学;2014年
5 易卜拉欣;基于文化框架的群搜索和粒子群的混合算法及其应用[D];华东理工大学;2014年
6 刘梦楠;类电磁机制算法的研究与改进[D];西安电子科技大学;2014年
7 张可;蚁群算法的参数调整研究[D];合肥工业大学;2012年
8 房艳红;基于蚁群算法的订单接受与加工调度优化决策问题研究[D];南京理工大学;2013年
9 张冰冰;蚁群算法在控制系统中的应用研究[D];新疆大学;2013年
10 汪博峰;三维编织复合材料几何成型仿真及算法研究[D];华中科技大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026