带机器故障的柔性作业车间动态调度

机器故障是企业在实际生产加工中经常遇到的,文章主要探讨了机器发生故障时的柔性作业车间动态调度问题。依据机器故障发生时,加工机器所处状态,构建了故障机器上剩余工件约束模型,提出了插入重调度和完全重调度的重调度策略,并采用改进遗传算法对其进行求解,最后运用该调度策略对企业生产实际中案例进行计算,发现其完工时间比企业实际加工时间缩短了44.8%,验证所提策略的可行性和有效性。     

考虑批量的多目标柔性作业车间鲁棒调度

针对多品种小批量的柔性作业车间调度问题,构建了多目标柔性作业车间鲁棒调度模型,在模型中考虑了工件分批加工、批量启动时间和机器故障等因素。基于以上因素的特点,设计了有效的染色体编码方法、染色体解码策略及机器故障仿真算法。基于非支配排序遗传算法(Non-dominated Ranked Genetic Algorithm,NRGA)的基本框架,设计了多目标优化算法,并采用有效的交叉和变异算子避免产生非法解。通过对算例的仿真实验,验证了构建的模型和设计的求解算法能够有效提高调度的鲁棒性,有效避免实际调度性能的恶化。     

加工时间不确定的柔性作业车间鲁棒调度方法

针对中小批量环境下加工时间不确定的柔性作业车间调度问题,采用冗余处理方法构建了以最大完工时间为目标的鲁棒调度模型。为降低算法的搜索规模和提高算法的求解速度,提出了顺序搜索机制,并设计两阶段遗传算法,分阶段获取冗余状态和最优结果。采用某柔性生产线的数据进行正交试验,优化了算法关键参数,并构建了柔性生产线仿真模型,对调度结果的鲁棒性和优化目标性能进行了分析。结果表明,该算法在目标性能和鲁棒性上都显著优于标准遗传算法,能有效处理加工时间不确定的柔性作业车间调度问题。     

机器故障下柔性作业车间的生产重调度方式决策模型

在机器故障后采用何种方式进行生产重调度,直接影响到柔性作业车间的生产效率和稳定性。为此,提出一种融合数据仿真、遗传优化与BP神经网络的重调度方式决策模型,以便在给定故障情形下经济、高效、快速地估计出最优重调度方式。首先,针对柔性作业车间,仿真生成不同机器故障情形下、各种重调度方式下的重调度方案,比较最大完工时间差值、工序结束时间差值和工序变动成本3个评价指标,将综合指标最小的重调度方式判定为给定情形下的最优方式,产生出带标签的大规模样本。在此基础上,构建基于遗传—神经网络的重调度方式决策模型,挖掘机器故障与重调度方式的内在联系,估计不同故障情形下的最优重调度方式。其中,遗传算法先用于确定BP神经网络结构,再用于优化权值和阈值。实验证明所提出决策模型能显著提升机器故障下柔性作业车间的决策效率与反应能力。     

数据驱动下的动态柔性作业车间调度研究

柔性作业车间调度问题是一种典型的NP-Hard问题,在生产过程中,调度方案会因各种意外事件的发生而变化。针对柔性作业车间调度问题的实时性、动态性的特点,构建了基于数据驱动的柔性作业动态调度的数学模型。首先通过数据感知设备监测车间中发生的变化,实时传输到服务器上,然后根据车间生产状况所发生的变化,依据服务器上的调度规则重新调整调度方案。最后通过某制造企业的调度方案和车间环境变化时的调整方案,验证了基于数据驱动的实时动态调整调度方案的可行性和有效性。     

批量生产柔性作业车间优化调度研究

在批量生产柔性作业车间调度问题中,不但要考虑路径选取和加工排序两个子问题,而且工件还可被分割为多个子批量,不同子批可选择不同工艺路线。该问题是对传统柔性作业车间调度问题(FJSP)的扩充,它更接近于实际生产调度问题。针对问题的特点,提出了一种基于遗传算法的柔性分批调度算法。在算法中,提出了一种基于"游标"的柔性批量分割方法,并采用一种批量分割与加工工序相融合的染色体编码方法。该算法不但可根据机床负荷将工件分割成具有柔性批量的多个子批,而且可使子批工艺路线选取及加工排序同时得到优化。通过实例仿真,对算法性能进行分析和评价,结果表明了算法的有效性和可行性。     

大规模柔性作业车间调度问题分解建模和求解方法

研究在满足既定工序顺序约束的情况下,按序组合工序来分解柔性作业车间大规模调度问题,建立分解调度问题的数学模型,并探索高效求解的方法.首先基于工序组合与遗传算法,将大规模调度问题进行分解降低问题空间复杂度,形成调度子问题,并建立分解后的调度数学模型;其次将利用组合规则生成高质量的初始解,采用遗传算法与蛙跳算法相结合的混合...     

基于混合多目标遗传算法的柔性作业车间调度问题研究

针对多目标柔性作业车间调度问题,建立了以最大完工时间、机器总负荷、瓶颈机器负荷为目标的调度数学模型,提出了一种基于混合多目标遗传算法(HMO-NSGA-Ⅱ)的求解方法.首先,采用了全局选择和快速选择相结合的初始化方式,得到分布均匀的初始种群;其次,对其交叉变异算子进行了自适应改进,以提高对种群的搜索能力;接着,针对精英...     

改进遗传算法求解柔性作业车间调度问题

分析柔性作业车间调度问题的特点,提出一种求解该问题的改进遗传算法。在考虑各个机器负荷平衡,所有机器上的总负荷和最大完工时间等性能指标更加合理情况下,设计一种全局搜索、局部搜索和随机产生相结合的初始化方法,提高种群初始解的质量,加快遗传算法的收敛速度。结合问题特点设计合理的染色体编码方式、交叉算子和变异算子,防止遗传操作过程中非法解的产生,避免染色体的修复,提高求解效率。使用文献中相同的实例测试利用初始化方法的改进遗传算法,并将计算结果与文献中其他遗传算法的测试结果进行比较,验证所提出的初始化方法的可行性和有效性。     

基于遗传算法的模糊目标柔性作业车间调度问题

针对实际作业车间调度问题目标的多样性及其不确定性,提出了一种新的柔性作业车间调度问题模型和处理方法,并在遗传算法中加以实现。计算结果表明,该问题模型能较完整地反映生产实际中调度目标的要求。     

基于改进遗传算法的柔性作业车间调度方法研究

针对柔性作业车间调度问题,提出了一种自适应的遗传机制,构造出自适应的适值函数定义方法,设计了相应的自适应选择、交叉和变异3种算子。为了解决同一工序的不同机器的负荷平衡,提出了表征机器加工能力的能力系数。通过轮换方法实现了相同工序不同机器之间的调度。仿真实验结果表明,该调度算法具有可行性。     

求解分布式柔性作业车间调度的混合蛙跳算法

针对分布式柔性作业车间(Distributed flexible job shop scheduling problem,DFJSP)最小化最大完工时间问题,提出一种混合蛙跳算法.在该算法中,编码采用基于工序序列和工厂序列的部分解空间编码方案,机床选择在解码过程中通过规则确定.引入变邻域搜索算法提升蛙跳算法的局部搜索能力.为了弥补部分解空间编码不能探索整个解空间的缺点,引入针对关键工厂的全解空间禁忌搜索,从而扩大算法解空间、进一步提升算法的局部搜索能力.通过对基准实例的求解,并与现有的最先进算法进行对比,验证了所提算法的有效性和优越性.     

求解分布式柔性作业车间调度的混合蛙跳算法

针对分布式柔性作业车间(Distributed flexible job shop scheduling problem,DFJSP)最小化最大完工时间问题,提出一种混合蛙跳算法.在该算法中,编码采用基于工序序列和工厂序列的部分解空间编码方案,机床选择在解码过程中通过规则确定.引入变邻域搜索算法提升蛙跳算法的局部搜索能力.为了弥补部分解空间编码不能探索整个解空间的缺点,引入针对关键工厂的全解空间禁忌搜索,从而扩大算法解空间、进一步提升算法的局部搜索能力.通过对基准实例的求解,并与现有的最先进算法进行对比,验证了所提算法的有效性和优越性.     

动态环境下的柔性作业车间调度问题研究

针对动态环境下的柔性作业车间调度问题,提出了一种基于改进离散粒子算法的动态调度方法。动态调度方法采用在动态车间调度中应用最为广泛的滚动窗口与改进离散粒子算法相结合的再调度策略,最后通过对两类突发动态事件的仿真测试,验证了本文所提方法能够解决各类突发动态事件,及时有效地对初始方案进行调整,并与原方案有效衔接。     

低能耗柔性作业车间调度研究

针对柔性作业车间低能耗调度问题,对机床运行模式下能源消耗特点和完工时间进行了研究。建立了以能源消耗和完工时间为目标函数的多目标优化模型;结合该模型特点,采用目标加权法,得到了能源消耗和完工时间两个变量加权求和的最小值;针对遗传算法单一染色体在解决较复杂问题时,无法准确表达问题解的缺点,设计了多层编码策略,对柔性作业车间制造过程中工件加工顺序和机床选择进行了优化,实现了面向能耗优化的多目标柔性作业车间调度;在Matlab环境中对生产实例进行了仿真。实验结果表明:在加入低能耗要求的车间调度中,基于改进遗传算法的调度策略是可行和有效的,决策者可根据偏好在一系列可行解中进行选择,以提高解的合理性、科学性。     

随机工时下的多目标柔性作业车间鲁棒调度问题

针对工时不确定条件下的多目标柔性作业车间调度问题,采用2个不确定参数描述随机工时的波动程度和约束条件允许违背程度,将不确定条件下的柔性作业车间调度问题模型转换成确定条件下的鲁棒对等问题模型。在算法设计中采用全局非支配解集保存每代进化过程中产生的非支配解,并选择全局非支配解集中的个体参与变异操作。在交叉和变异操作之后,设计了一种基于变邻域结构的局部搜索策略。最后,运用该算法求解经典基准算例,验证了其有效性。     

柔性作业车间调度的演化策略优化

采用演化策略算法求解柔性作业车间调度问题,提出一种三维个体编码方法用于映射加工路径和工序排序。采用一种基于两点交叉互换的重组算子,并采用对个体中的基因值进行随机更新的变异算子。最后通过算例对演化策略算法进行验证,实验结果说明演化策略算法是有效的和可行的。     

考虑设备预维护的柔性作业车间调度节能优化方法

随着能源成本的飙升和环境日益恶化,实现节能生产的策略越来越受到制造企业的关注.在车间实际生产调度过程中,机床设备的故障与维护会影响车间调度方案的顺利执行,进而导致出现车间加工资源冲突、能耗增大和完工时间延长等问题.为减少实际柔性作业车间加工过程中出现由于机床故障而导致加工中断的情况,提出一种考虑设备预维护的柔性作业车间...     

基于改进遗传算法的柔性作业车间调度

针对柔性作业车间调度问题(FJSP)的特点和发展现状,提出一种基于基本遗传算法的改进算法。构建了一种新的染色体表达方案,将染色体分为工序染色体部分和机床染色体部分。通过加权处理设计了适应度函数,将多目标优化问题转变为线性优化问题。针对改进的染色体表达方案,重新设计了种群初始化算法,采用复制、交叉,以及变异操作策略优化调度方案。通过实例验证了该算法对FJSP的优化过程,试验结果表明了该算法的可行性和有效性。