基于蝙蝠算法的生产调度干扰管理应用研究

VIP免费

3.0 牛悦 2025-01-09 10 4 3.18MB 73 页 15积分

侵权投诉

摘要

在当今全球经济飞速发展的时代，制造企业生产系统的核心是生产调度，对

于生产调度的研究和发展将会对整个制造业的长远发展产生重大的影响，同时由

于其广泛的工程应用背景和高难度的优化处理技术，受到了工程领域和学术界长

期的高度重视。生产调度系统作为一个复杂的生产调度过程，将会面临众多突发

事件的干扰，使整个系统处于动态的不确定之中。那么，如何处理这些动态的干

扰事件给生产调度系统带来的不确定性已然成为一个非常重要的研究领域。

近些年来，有学者提出了一种较新的处理突发事件的思想和方法，我们称之

为干扰管理。干扰管理已在物流管理、供应链管理、航空领域等某些特定领域的

调度方面有所涉及。干扰管理在生产调度中的应用也引起了相关学者的关注，本

文将在现有文献的基础上，继续对干扰管理在生产调度系统中的应用进行探索，

以应对干扰事件给生产调度系统带来的影响。

本文以流水车间调度问题和作业车间调度问题及其干扰管理问题为例进行研

究，目标函数为最大完工时间和干扰时间差相混合。首先将改进的智能算法对置

换流水车间调度问题和作业车间调度问题进行测试，并对相关参数进行测试。然

后对其干扰管理问题进行测试。通过一系列的实验计算结果表明，新型蝙蝠算法

可以作为流水车间调度问题及其干扰管理的解决方案。

关键字：生产调度干扰管理智能算法蝙蝠算法粒子群算法

ABSTRACT

Nowadays, the world is becoming an age with the High-speed development of the

global economy. As the core of the manufacturing production system, the research and

development for the production scheduling will have a significant impact on the whole

manufacturing industry in a long-term development. At the same time, it’s more highly

valued by the Industrial engineering field and academic circles in a long time, owing to

its extensive engineering background and difficult optimization technology. As a

complex process of production scheduling, production scheduling system will face so

many interference incidents that the whole system will be in dynamic uncertainty

circumstance. Therefore, it has become a very important research area about how to

deal with the uncertainty of these dynamic interference events which brought to

production scheduling system.

In recent years, some scholars have proposed a new ideas and methods to handle

emergencies and we call Interference Management or Disruption Management. The

disruption management have been involved in certain areas of logistics management,

supply chain management, aviation scheduling, etc. it has also raised a high attention of

scholars in production scheduling. This thesis will continue explore to interference

management in production scheduling system on the basis of the existing literature and

the purpose is to deal with the effect on the production scheduling system by

interference incident .

Taking flow shop scheduling problem and job shop scheduling problem and its

interference management issues as examples and taking the makespan and interference

time difference phase mixed as the objective function, we found that the experimental

results are not bad. Firstly, the improved intelligent algorithm is used to test the

permutation flow shop scheduling problem and job shop scheduling problem, also bout

the related parameters. With that we test their interference management issues. Through

a series of the experimental results show that the new bats algorithm can be used as

solution for the flow shop scheduling problem and its interference management.

Key Words: Production Scheduling, Disruption Management,

Intelligent Algorithm, Bat Algorithm, Particle Swarm Algorithm

摘要

ABSTRACT

第一章绪论（课题来源、意义） ................................................................................ 1

1.1 论文背景及意义 ................................................................................................ 1

1.1.1 论文背景 .................................................................................................. 1

1.1.2 论文目的与意义 ...................................................................................... 2

1.2 国内外研究现状及评价 .................................................................................... 2

1.2.1 生产调度干扰管理应用的国内外研究现状 .......................................... 4

1.2.2 现有文献评述 .......................................................................................... 5

1.3 本文研究思路、内容及框架 ............................................................................. 6

第二章生产调度研究现状分析 .................................................................................... 8

2.1 生产调度定义及类别 ......................................................................................... 8

2.2 生产调度表述方式及表现形式 ......................................................................... 9

2.3 生产调度的特色之处 ........................................................................................ 11

2.4 生产调度主要的研究方法 ................................................................................ 11

§2.4.1 精确方法 ............................................................................................... 12

§2.4.2 近似方法 ............................................................................................... 13

2.5 本章小结 ........................................................................................................... 19

第三章干扰管理研究现状分析 .................................................................................. 20

3.1 干扰管理综述 .................................................................................................. 20

3.1.1 干扰管理的概念及思想 ......................................................................... 20

3.1.2 干扰的一般性描述 ................................................................................. 21

3.1.3 不确定性的处理方法 ............................................................................. 21

3.1.4 干扰管理的技术特色 ............................................................................. 24

3.2 干扰管理在生产调度中的应用理论 .............................................................. 25

3.2.1 生产调度理论与实践 ............................................................................. 25

3.2.2 生产调度的干扰源及其分类 ................................................................. 26

3.2.3 生产调度干扰管理的相关策略 ............................................................. 27

3.2.4 生产调度干扰管理的性能测量 ............................................................. 29

3.3 本章小结 ........................................................................................................... 29

第四章仿生智能蝙蝠算法 .......................................................................................... 30

4.1 蝙蝠的回声定位 ............................................................................................... 30

4.2 蝙蝠算法（Bat Algorithm） ............................................................................ 30

4.2.1 蝙蝠的运动方式 ..................................................................................... 32

4.2.2 脉冲的发射及其响度 ............................................................................. 32

4.3 测试函数测试 .................................................................................................. 33

4.4 本章小结 ........................................................................................................... 38

第五章基于蝙蝠算法的置换流水车间调度研究 ........................................................ 39

5.1 置换流水车间调度模型 ................................................................................... 39

5.2 ROV 编码 .......................................................................................................... 40

5.3 NEH 初始化 ...................................................................................................... 40

5.4 蝙蝠算法流程框架 .......................................................................................... 41

5.5 仿真实例测试 ................................................................................................... 42

5.6 算法参数实验分析 ........................................................................................... 43

5.6.1 α的影响 ................................................................................................ 43

5.6.2 γ的影响 ................................................................................................ 43

5.7 结束语 ............................................................................................................... 44

第六章基于蝙蝠算法的置换流水车间调度干扰管理研究 ...................................... 45

6.1 问题模型 .......................................................................................................... 45

6.2 仿真测试 .......................................................................................................... 46

6.2.1 干扰管理测试 ........................................................................................ 47

6.2.2 不同加权系数干扰管理测试分析 ........................................................ 49

6.3 结束语： ........................................................................................................... 52

第七章蝙蝠算法在作业车间调度中的应用研究 .................................................... 53

7.1 作业车间调度问题描述 .................................................................................. 53

7.2 编码与解码 ....................................................................................................... 54

7.2.1 ROV 规则 ................................................................................................ 54

7.2.2 析取图 .................................................................................................... 54

7.3 邻域选择 ........................................................................................................... 56

7.4 算法循环流程以及框架 ................................................................................... 56

7.5 仿真测试 ........................................................................................................... 57

7.5.1 仿真测试 ................................................................................................. 57

7.5.2 测试结果及分析 ..................................................................................... 58

7.6 本章小结 ........................................................................................................... 58

第八章蝙蝠算法在 JSP 干扰管理中的应用研究 ...................................................... 59

8.1 问题描述 ........................................................................................................... 59

8.2 仿真测试 ........................................................................................................... 60

8.2.1 仿真测试 ................................................................................................. 60

8.2.2 测试结果 ................................................................................................. 60

8.3 不同加权系数干扰管理测试分析 ................................................................... 62

8.4 本章小结 ........................................................................................................... 62

第九章展望 .................................................................................................................. 63

参考文献 ........................................................................................................................ 64

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ............................................ 69

致谢 ........................................................................................................................ 70

第一章绪论（课题来源、意义）

第一章绪论

1.1 论文背景及意义

1.1.1 论文背景

《易传•系辞》说：“日新之谓盛德，生生之谓易”。达尔文说：“在物种进化

过程中能幸存下来的，不是最强的，也不是最聪明的，而是能适应改变的”其中

蕴含的变的哲学无处不在，更说明了适应改变的重要性。

在信息技术飞速发展的今天，经济全球化给企业带来了新的机遇和挑战。我

们的生产制造企业更是处在一个不断变化的世界，产能过剩和经济危机的全球性

蔓延，中美贸易战的愈演愈烈，人民币对美元汇率的持续攀升，无不极大的削弱

了生产制造型企业的竞争优势，同时也预示着消费者需求多样化时期的到来。传

统生产制造型企业在经营过程中很自然的要面对不确定性干扰因素带来的潜在风

险，企业要想在激烈的竞争中生存下去，必须以最快的速度、最好的质量、最低

的成本及最优秀的服务来响应市场。

生产调度是影响企业生产能力发挥的重要因素，生产调度是指在一定的时间

内，对可用共享资源进行分配以及对加工任务进行排序，以满足某个或某些特定

的生产指标。共享的生产资源有：原料、人力、资源、加工设备、存贮设备等。

加工任务是指在指定时间内生产的产品。生产指标指的是为了尽可能获得最大的

经济效益和较好的社会效益。所以生产指标一般定为总成本最低、库存费用最少、

生产周期最短、生产切换最少、设备利用率最高等等。

生产调度整个过程中充满了各种不确定性，实际的生产过程中可以把不确定

性因素分为系统固有的不确定性、生产过程产生的不确定性、外部环境的不确定

性和离散不确定性。一旦发生上述干扰事件，需要及时反馈到调度系统中，调度

系统对原有的调度方案进行局部优化调整，快速生成对系统扰动最小的调度方案。

新方案既要考虑原来的优化目标，又要使干扰带来的副作用最小化。所以，组织

如何对这些不确定性干扰因素进行管理，对企业建立现代化企业制度，提高客户

的个性化定制服务水平，提高竞争力具有至关重要的作用。

生产调度的核心问题是模型和算法，其中有效的调度算法是生产调度领域的

重要研究内容。蝙蝠算法作为一种新型的仿生智能算法我们将在文章中做出详细

的介绍。微粒群算法是一种基于群智能的进化类算法，也是一种模拟鸟群觅食的

仿生算法，具有显式的计算模型，操作和实施简单。我们将围绕蝙蝠算法以及微

粒群优化算法在生产调度干扰管理中的应用展开研究。论文的研究意义在理论上

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

15 积分 4人已下载

立即下载 VIP免费下载

基于蝙蝠算法的生产调度干扰管理应用研究.pdf

共73页,预览8页

还剩页未读，继续阅读

基于蝙蝠算法的生产调度干扰管理应用研究

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: