基于遗传算法的生产调度问题研究.pdf

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1、同济大学机械学院硕士学位论文基于遗传算法的生产调度问题研究姓名：马晓兰申请学位级别：硕士专业：工业工程指导教师：徐克林20080301摘要车间生产调度问题是当今科学研究的热点，近十几年来，面向用户个性化需求的定制生产模式开始成为制造的主流，对市场需求的快速反应能力开始成为企业能否在激烈的市场竞争中占得一席之地的重要标志，因此，柔性快速的生产调度就显得格外重要。然而，现今国内的大部分企业主要依靠经验丰富的工人手工安排调度计划。在调度任务规模较大且动态多变的环境中，单纯的手工调度已无法满足市场的需求。因此，利用科学理论手段进行车间作业调度是十

2、分必要的。本论文以生产大型机械设备的一家企业Y公司作为研究课题，课题名称为《基于遗传算法的生产调度研究》，主要以其车间作业系统的排序问题为研究对象，旨在通过利用遗传算法提出一种能够以快速寻找出最优调度排序的方法来进行作业排序，最终达到提高Y企业资源利用率和生产效率的目的。具体说来，本论文主要包括以下几个方面的内容。首先，将遗传算法应用于FlowShop调度问题。针对一条具有四台设备的流水线，利用传统的启发式算法和遗传算法来求解不同品种产品的投产顺序，比较分析了两种调度方法的完工时间、设备利用率和瓶颈工序。同时，本论文研究了Extend仿真

3、软件的遗传算法优化模块，说明如何利用Extend仿真软件直接求解FlowShop调度问题。其次，本论文将遗传算法应用于比较复杂的JobShop问题，在基于位置交叉算子的基础上，提出了一种基于工件交叉的改进遗传算法设计。并分别以6×6和lO×10的Benchmark问题为测算对象，通过比较调度结果验证了新方法的优越性。然后，本论文将基于工件交叉的新算法应用到Y公司的JobShop调度问题上，有效地解决该公司目前调度计划中存在的问题，缩短了零部件的加工周期，并提高了机器的利用率。最后，本论文利用看板拉动系统实现对流水线批量生产企业的计划与调度

4、的有效结合，并对Y公司的生产计划控制流程提出改善建议，提出结合JIT的思想来编制滚动式生产计划以提高计划的准确性。关键词：FlowShop调度，JobShop调度，遗传算法，启发式算法，最优解，看板拉动系统AbstractNowadaysproductionschedulingproblemsaretheresearchhotspotinthemodemscience．Inrecentdecades，customizedproductionmodebecomesthemainstreamofmanufacturing．Inasense，w

5、hethertheenterprisecallsurvivemarketcompetitionisdeterminedbywhetheritcallmeetcustomers’demandsintime．Thereforedifferentkindsofproductsshouldbemanufacturedinashortperiodduringtheproduction．Inthiscircumstance，productionschedulingbecomesverycritical．However,mostenterprisesi

6、nChinatodayarrangetheschedulingplanbythesoticificatedworkermanually．Thisisfeasiblewhentheschedulingproblemsaresimple，whileinacomplicatedanddynamicenvironment，itislowefficientoreveninefficient．TakingtheYCompanyastheresearchtarget，thispaperisaimedtofindoutanoptimalschedulin

7、gmethodbyusingGenericAlgorithm(GA)asquickaspossiblethusimprovingresourceutilizationandenhancingproductionefficiencyofthecompany．Indetails，itisdividedintothefollowingsections．Firstly,inthispaperGAwasusedtosolveFlowShopschedulingproblem．Throughallexample，thepapercomparedtra

8、ditionalHeuristicsAlgorithmwithGAandbroughtsimulationsoftware—Extendtobuildsimulationmodels，whic