动态分布制造生产计划与调度协同优化研究

作     者：于宁 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王艳红

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：生产计划与调度 协同优化 混合遗传算法 分布式车间 运行机制 

摘      要：随着科技的不断进步以及市场竞争的激烈发展,先进的制造系统不仅从生产方式、制造成本及工作效率等方面来满足市场需求的响应,更从作业模式上追求完善,以最优的资源利用率和精益的生产方式来响应现代化生产的需求,因此分布式多车间的生产模式就应运而生。基于信息技术和网络技术的相互分享,使得分布式车间打破地域限制在制造领域脱颖而出,并逐渐成为主流生产方式。因此本文针对分布式车间的生产计划与调度协同优化问题进行深入研究。本文对作业车间及分布式作业车间的生产计划与调度国内外研究现状进行了综述,在此基础上对分布式作业车间的特性及其作业模式进行了分析,针对主从关系的分布式车间,提出一种多车间竞争及协作的生产计划与调度系统运行机制,对分布式作业车间生产计划与调度的优化过程提出了闭环集成策略和动态模式下基于扰动事件的响应策略。为了有效的解决分布作业车间生产计划与调度问题,建立适用于单车间生产计划与调度的优化模型,并设计一种集成混沌机制的混合遗传算法,将混沌原理引入到局部搜索的迭代更新过程中,进而保证最优的找寻过程,最后通过邻域搜索,实现了单车间内生产计划与调度的优化。选取基准数据进行仿真,与其他算法结果进行对比分析,结果表明集成混沌机制的混合遗传算法有良好的性能。为了进一步研究主从关系分布式车间生产计划与调度协同优化问题,根据车间特性和作业模式,建立了分布式车间生产计划与调度的协同优化模型,通过分析设计一种基于动态平衡的混合遗传算法,采用阶段更新规则和策略实现动态平衡的调整。同时设计正交试验分析部分参数对算法性能的影响,从而确定参数的最优组合选择。最后通过仿真对算法的性能进行验证,结果表明应用最佳参数组合可以提高算法性能,算法中的动态平衡调整策略能够有效的处理扰动事件下分布车间生产计划与调度的协同优化问题。