混合flowshop调度理论研究及其在炼钢连铸中的应用

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1、上海交逶大学簿士学位论文混合flowshop词瘦理论研究及其在炼镶连铸生产串的应掰摘要“混含flowshop”(篱称HFS)在当今的诲多翻造金照，魏唪溪每l造、玻璃生产、钢铁制造中疑常遇到。准这燃制造众业中，产品串行地依次按相同顺序加工鹣特瞧与flowshop牵豹王{孛类钕，露冀在每缀都有羞予籀磊豹浚鍪缘搿对工件加工的特性又与“并行机”(Parallelmachine)的特性类似。因此，这种具有“流隶绫，'(flowshop)葶D‘'parallelmachines”双重特性獒热王系统称隽“滋会flowshop"。混

2、含flowshop调度问题是NP．hard问题。目前采用的方法柯启发式算法、分支定爨法、蜀部搜索算法(翔遗传葵法、禁忌搜索)，其中诲多方法由flowshop．jobshop、并行机等系统的调度方法得到启发。，本文对混合flowshop的最，l、化最大突成时阊(C。)闯题程平均滚游阕fflowtime)fa3题，进行了深入而系统的研究，在总结现有方法的基础上，对一些方法遴纭了改进，还提爨一些新的方法。本文的工作氢括如下内褰：I．对于太规模的工件调度问题，启发式算法能够快速而有效地获得较好的调度。执了评价不同的启发式冀法

3、，本文首先绘出HFS的若予下募，并对其进行了比较。针对基于斜度求解HFS调度的肩发式算法，提出参数空间搜索的理论。基予此思想，提出两个改进的启发式算法MPA和MRA。还对目前凝好的赢发式算法NEH滋行研究，通过改变原假设，构成新韵两步法的NEH算法疆NEH)。为了验证上述三种扁发式算法的调度效果，对不同飘置的HFS进行仿真，然后弼滔秘分拆研究傍舞结采，数摆表鞠，上述三耱癌发斌算法在最，j、能C。。。闷邋上，都优于目前的启发式算法。MRA算法的调度最好，MPA和TNEH二者相当，稍次予MRA，并讨论了三静穗发式算法的算

4、法复杂旋。在本牵豹最弱，对痿发式算法和不同优先级舰则的缀合进行了仿真研究，仿真结果袭明，在与启发式规则结合求解HFS调度时，RLPT(最大粼余热工辞阕)建裘是疑有较好貔调痉健髓。)—尸2．对禁忌搜索理论求解HFS调度(最小化c。问题)进行了研究衲了降低运髯对闻，报据癌发式算法求解HFS调溲漪慈悲，蓄先穗蹬一种麓亿静禁忌搜索方案，即荣忌搜索对工件在第一级的加工顺序进行排列，并采用设备分配规则帮俊先缀裁簧《宠成设备鹣分聚窝其窀缀豹搀痔。算法缒榜始解采翔第二章掰提的启发式算法。仿真结果表明，该算法能够程较短时间内，改进启发

5、式算法的调度缝暴。为了遴一步撼蔑调瘦艨量，掇出一静罄于关键路径理论豹交邻域禁惑搜索算法。在该算法中，提出毗邻域的概念，防止搜索算法陷入局部最优解。并采用上海交通大学博士学位论文变邻域搜索策略：先搜索move的邻域，如果不能改进调度结果，就搜索move的毗邻域。该算法能够获得比简化禁忌搜索更好的调度结果。最后，讨论了如何使用并行禁忌搜索算法求解HFS的调度问题，以缩短算法的搜索时间。上，产一3．为解决HFS调度中的一些特殊问题，首先提出反向仿真的思想。对同时最小化c。。和平均flowtime的双目标调度问题，提出双向仿

6、真的思想，前向仿真来最小化C～，反向仿真最小化平均flowtime。舫真数据表明，双向仿真能够在保持原启发式C。。的前提下，非常有效地减少工件的等待，从而减少平均flowtime。随后，讨论了反向仿真在成组调度中的应用。对于HFS中具有成组调度特点的级，采用前向仿真和反向仿真相结合的方法，首先对瓶颈级的调度，以满足成组调度的要求。最后，讨论了反向仿真在炼钢连铸中的应用。并给出仿真实例“．’n～，4．提出HFS的柔性调度框架(FSCS)。雉该框架中，提出一种扩展的Petri网(ETsc踟理论对HFS建模，并和COM技术

7、相结合实现该Petri网模型的仿真模型。采用这种方法，增加了系统仿真的柔性和可扩展性。对于可能出现的扰动，提出了相应的再调度算法乒广5．在本文的最后，阐述了上述理论在宝钢炼钢连铸生产调度中的应用√首先，对炼钢连铸的生产调度进行了定性分析，然后提出柔性炼钢连铸生产调度框架，并对炼钢连铸生产中的一些特定的约束，提出相应的解决策略。针对目前调度研究中，因未考虑运输设备而造成调度的不精确性问题，讨论了增加运输设备后，如何对算法进行调整。最后给出一些仿真实例。本章是项目“宝钢炼钢连铸调度仿真系统”的总结，该系统已通过有关专家和

8、学者的验收。现场的试运行表明该系统能够较好地解决炼钢连铸的调度问题。l，，毫一，一一～鎏合n。wsh。pj启发式算澎禁忌算法j迂委熏E】雯受壅窭型i：垂面>阚，COM、II占查奎望盔兰堕主堂垡堡塞————————————一RESEARCHONSCHEDULINGMETHODFORHYBRIDFLOWSHOPANDITSAPPLICATIONFO