面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型

合理的调度方案能有效降低柔性作业车间总能耗。针对柔性作业车间中加工工件种类多、单批工件数量大、加工工艺路线柔性大等问题,研究一种面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型。分析柔性作业车间中工件加工过程能耗特性,以车间总能耗最低和完工时间最小为优化目标建立了多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型,并采用多目标模拟退火算法对模型进行优化求解。通过算法优化得到的调度方案与经验调度方案的对比分析,验证了该模型的有效性和实用性。     

多目标柔性作业车间稳健性动态调度研究

研究了以调度稳定性和鲁棒性为优化目标的柔性作业车间动态调度问题。建立了多目标柔性作业车间动态调度问题模型;针对动态事件特点,采用工件到达发生器和机器故障预维护发生器模拟动态事件,提出了基于周期与事件驱动的混合重调度策略,该策略在每个重调度点对工件进行完全重调度或右移重调度;为克服传统差分算法早熟的缺点,设计了一种改进的多目标差分进化算法求解该调度问题;实例验证了提出策略和算法的有效性。     

加工装配式流水车间节能调度建模与优化

为解决具有加工装配一体化的流水车间节能调度问题,以加工机器最小能耗为优化目标,建立加工装配式流水车间节能调度模型。该模型将装配线视为具有特殊约束的加工生产线,再结合考虑车间工件工序、装配工序、装配子件加工等约束条件。分别针对简单和复杂装配约束的问题,采用混合差分进化算法求解最小能耗下工件调度方案,并与自适应差分算法对比。实验结果证明了混合差分进化算法求解该问题的有效性。     

基于元胞自动机的大型零件生产车间动态柔性调度仿真建模

针对供应链上大型零件生产车间的特点,建立了基于元胞自动机的动态柔性调度仿真模型。将实际车间调度抽象成由工位、缓存、工件及作业调度规则构成的系统。工位和缓存为模型网络空间的固定格点,工件为移动粒子,作业调度规则为一系列模型状态演化规则,包括工位选择规则、工件排序规则、任务触发规则。设计各规则的程序图,以一算例说明模型演化过程中元胞及粒子的状态属性值的变化过程。针对某大型发电机零件生产车间的动态柔性调度问题,利用元胞自动机模型进行仿真,对比实际方案,仿真得到的方案更优,从而验证了基于元胞自动机的仿真建模是一种处理大型零件生产车间动态柔性调度问题的有效方法。     

考虑配合加工的作业车间启发式倒排调度算法

目前对制造业领域作业车间调度问题研究中,配合加工增加了调度的约束,使调度的难度进一步加大。根据实际配合加工作业车间环境,建立了以最短加工时间为目标的调度模型,采用启发式倒排算法对其求解,该算法能保证工件的交货期,最后通过实例对算法进行验证并给出对比结果。     

基于网络流的多并行机可中断开放车间调度算法

为提高开放车间的生产效率,研究了多并行机可中断开放车间调度问题,提出了基于网络流的调度算法.针对车间的特点,建立了以制造期最短为目标的整数规划模型,提出了工件有就绪时间约束时制造期下界的计算方法.采用网络流理论表示机器与工件间的分配关系和时间约束,建立了开放车间的网络流模型,将调度问题转换为最大流问题.引入最小负载优先和最大工作量优先两条启发式规则,设计了基于预流推进的最大流算法,并针对最大流算法中存在的局部优化问题,提出了最大流优化方法,得到机器资源的分配结果.在此基础上,建立了加工时间矩阵及减量集合,求得各机器上工件的加工顺序.使用两组随机数据对算法进行了实验,通过与制造期下界的对比,验证了算法的正确性.     

GA-COA求解柔性作业车间多资源调度问题

针对传统柔性作业车间调度在仓储、运输方面考虑的不足，将工件的存储位置以及工件在仓库、机床之间的运输考虑到传统柔性作业车间调度问题（FJSP）中。提出一种考虑仓储、运输及加工的柔性作业车间多资源调度问题（MRFJSP），以最小完工时间为目标函数进行数学建模。考虑到遗传算法（GA）在求解车间调度问题中收敛速度慢、易陷入局部最优的问题，将郊狼优化算法（COA）的组内郊狼成长、生与死进行改进并与GA结合，提出一种带随机动态分组的遗传-郊狼混合算法。最后，通过算例验证了模型的正确性，并将混合算法与原算法进行对比，验证其优越性。     

改进NSGA-Ⅱ算法求解考虑运输约束的柔性作业车间节能调度问题

传统柔性作业车间调度通常忽略工件在机器间的运输时间和能耗,针对该问题建立了考虑运输约束与节能的柔性作业车间调度模型,并提出了改进的NSGA-Ⅱ算法求解该模型。首先,在柔性作业车间调度数学模型中设立最大完工时间、总延期、设备总负载、车间总能耗4个目标,并根据运输约束实现了调度模型矩阵编码、解码、交叉与变异,基于子代向最优解学习机制改进NSGA-Ⅱ算法迭代过程中易陷入局部最优解问题。最后,在考虑车间机器之间运输约束的前提下结合Kacem、Brandimarte算例对调度模型进行可行性分析,结果表明该模型与算法求解效率高,能有效解决车间运输约束导致的调度方案与实际加工偏差问题。     

考虑充电的多AGV的作业车间调度问题

自动导引车(AGV)在生产车间的应用,给车间调度带来许多额外的需要解决的实际问题,如运输任务AGV分配、AGV电量约束、AGV数量约束等,使得其调度问题更加复杂和困难.针对多AGV运输工件的作业车间调度的特点和约束条件,建立了考虑充电约束的多AGV运输工件的作业车间调度模型,通过虚拟设备的方法设计了工件分配和AGV运输任务的两段染色体编码,设计了工件分配和AGV任务分配的集成解码方法,并设计了改进遗传算法进行求解,进一步分析了AGV数量、AGV电量和运输时间等因素对优化目标的影响,最后通过作业车间典型算例仿真验证了模型与算法的有效性.     

基于并行协同的多车间协同调度问题研究

传统企业在实际生产中,其多个关联车间之间的生产计划与调度存在难以协作的问题。为此,针对多车间协同调度问题建立了调度模型,提出了一种多车间协同调度的并行协同进化遗传算法(PCE-GA),并且采用该算法对上述模型进行了求解。首先,以最小化订单完工时间为目标,建立了单目标调度模型;然后,采用了并行协同进化遗传算法,对上述单目标调度模型进行了求解,基于工件、机器、装配关系的三层整数编码的染色体编码方案,提出了一种协同适应度值计算的方法;最后,以某液压缸生产企业为例,针对单目标调度问题,采用该算法与单车间遗传算法(JSP-GA)、并行协同模拟退火算法(PCE-SA)分别进行了求解,并对其结果进行了比较,以验证PCE-GA算法的优越性。研究结果表明：采用PCE-GA算法得到的优化率为13.3%,比单车间作业调度遗传算法求解的数据优化11.5%,该结果证明了PCE-GA算法在解决多车间协同优化问题时的优越性。     

柔性作业车间在线调度问题的仿真建模与分析

利用离散事件系统建模与仿真技术和规则调度方法,对柔性作业车间在线调度问题进行研究。将优先级调度规则和路径选择规则结合,形成针对柔性作业车间的调度规则组合。在建立仿真模型时,定义了车间结构,并对车间结构参数设定不同的水平值。针对平均流经时间最小、最大拖期时间最小、机器最大负荷最小、拖期工件比最小这4个不同的调度目标,从备选规则集中选出了每个目标下最优的调度规则组合及相应的车间结构参数。仿真结果表明,工件交货期、车间利用率、机器平均有效率、机器平均故障水平及车间柔性程度对调度规则组合的选取有很大影响。     

基于遗传算法的作业车间双向调度优化问题

提出了一种基于混合遗传算法的双向调度算法，用来解决以关键工件交货期和生产周期为优化目标的作业车间调度问题。在算法中，遗传算法在全局范围内搜索最优调度染色体，双向调度算法根据得到的染色体进行调度。按照订单的要求，作业车间的工件可分为两类，即关键工件和一般工件。因此，车间调度与可分为前向调度和反向调度两个步骤，对于关键工度，利用剩余的车间资源，尽可能早完工。仿真结果表明该算法是可行的，与传统的调度算法相比，其优越性是明显的。     

混合多处理机任务作业车间调度问题的仿真研究

针对现代钢结构制造企业车间生产中工件的一道加工工序需要不止一台处理机(工人、设备等)同时加工处理的情景,建立了混合多处理机任务作业车间调度模型。同时,结合企业生产过程中快速改变生产环境的生产方式,利用PlantSimulation仿真软件实现仿真模型。此外,针对遗传算法局部搜寻能力较弱设计混合优先调度规则的混合遗传算法对仿真模型进行优化。最后,通过算例对仿真模型和优化算法进行验证,并针对某钢结构车间的实际生产问题进行调度安排。     

基于混合粒子群算法具有交货期瓶颈的作业车间调度问题

为了解决一类具有交货期瓶颈的作业车间调度问题,给出了基于订单优势的交货期满意度和交货期瓶颈资源确定方法,以工件拖期加权和最小为优化目标,建立了基于交货期满意度和瓶颈资源约束的作业车间调度模型;为了求解该调度模型,设计了一种基于模拟退火的混合粒子群算法,该算法采用随机工序表达方式进行编码,并在模拟退火算法中引入变温度参数来提高算法效率。通过随机仿真,分别采用PSO-SA、SA和PSO对所建立的调度模型进行求解,结果显示PSO-SA算法的广泛性好、求解效率高且算法的稳定性好,验证了模型和算法的有效性。     

一种解决有AGV小车约束的车间智能调度问题的算法

考虑AGV小车在车间调度中只参与运输工件的特点和小车的运输路线对工件工艺路线选择的影响，分析了在机床／AGV小车双资源约束下的车间调度问题，讨论了AGV小车在车间调度中的调度机制。在分析问题的基础上建立了有AGV小车参与调度的车间调度问题的数学模型，并提出了基于遗传算法的机床／AGV小车的调度算法，论述了编码、选择和变异操作的规则，提出了工序特征的交叉算子。仿真结果表明，该算法是可行的，可以获得比较好的效果，为在AGV小车约束下的车间调度提供了一种有效的实践途径。     

等待时间受限的HFSP及其拉格朗日松弛算法

等待时间受限的混合流水车间调度问题(HFSP)广泛存在于钢铁生产,玻璃加工和塑料等行业。目前,关于等待时间受限的HFSP的研究较少。首先建立了等待时间受限的混合流水车间调度问题模型,然后设计了基于工件分解策略的拉格朗日松弛算法来进行求解。该算法通过将机器容量约束松弛到目标函数中,将得到的松弛问题进而分解为一系列易于求解的工件级子问题来进行求解。最后对设计的算法进行仿真验证,测试结果表明所设计的拉格朗日松弛算法能够在较短的时间内产生较好的近优解。     

考虑工序相关性的Job Shop调度问题及其析取图模型

提出了一类考虑工序相关性的Job Shop调度问题,对工序相关性从代数描述、甘特图表示和类型转换等方面进行了较为系统的数学描述;进一步提出在经典的车间作业计划析取图模型中,通过加入相关弧以表示工序的相关性。具体叙述了相关弧的添加方法及考虑工序相关性的 Job Shop调度问题的析取图建模方法,并对一实例进行了建模。     

可变机器约束的模糊作业车间调度问题研究

在车间实际加工中,工件的加工时间和交货期是一个模糊数,而且工件的某道工序有多台机器可供选择。针对这类作业的车间调度,提出了以极大化最小客户满意度为指标的可变机器约束的模糊作业车间调度模型,并给出了算法设计。应用遗传算法在适应度函数处理中引入模糊数处理方法,解决作业车间模糊调度问题,实现调度优化。仿真实验结果表明了该调度方法的有效性,为可变机器约束的模糊作业车间调度提供了一种实现途径。     

考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度

针对柔性作业车间调度受生产准备时间和工件批量影响的问题,构建了考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度模型.根据工件批量加工中等量分批方法柔性不足的特点,采用柔性分批方法对工件进行批量划分.提出一种改进的遗传算法,以最小化最大完工时间为优化目标,采用双层编码的方式对模型求解,确定各工件的分批方案和子批工序调度排序方案.通过分析柔性调度案例,验证了该算法的有效性,能够更好地满足实际车间生产要求.     

基于蚁群算法的多加工路线柔性车间调度问题

针对具有工艺路径柔性和机器柔性的多加工路线柔性车间调度问题(FJSP-MPP),基于OR子图,提出一种新的四元组数学描述方法来描述工艺路径柔性和机器柔性;以最小化最大完工时间为优化目标,构建了FJSP-MPP的数学模型。在不需要预先建立析取图模型的前提下,通过设计OR子图和工件的Allowed列表和Tabu列表的相关操作算法,构造了面向FJSP-MPP的蚂蚁路径;通过引入额外的节点信息素,改进信息素更新策略和状态转移规则,实现了蚁群算法求解FJSP-MPP。不同规模数据实验结果表明,该算法具有良好的优化性能。