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基于两阶段多目标BBO算法的并行机分批调度问题研究

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控制工程 2024年

作者：宋君乐陶翼飞张源崔海曾庆涛昆明理工大学机电工程学院云南昆船设计研究院有限公司红云红河(烟草)集团有限责任公司昆明卷烟厂

针对考虑序列相关机器调整时间的不相关并行机分批调度问题，以最小化最大完工时间和机器总切换次数为优化目标建立问题的数学模型，设计了一种改进的两阶段多目标生物地理学算法(IMOBBO)进行求解。为满足分批调度需求，算法第一阶段设... 详细信息

针对考虑序列相关机器调整时间的不相关并行机分批调度问题，以最小化最大完工时间和机器总切换次数为优化目标建立问题的数学模型，设计了一种改进的两阶段多目标生物地理学算法(IMOBBO)进行求解。为满足分批调度需求，算法第一阶段设计了一种分区式矩阵编码，采用随机策略、Logistic映射和反向学习机制的融合策略生成初始种群，并在物种迁徙过程引入狼群游走机制，在灾变过程中采用自适应灾变算子及两阶段邻域搜索策略；为最小化各机器的调整时间，第二阶段采用基于机器的矩阵序列编码优化各批次加工顺序，最后引入基于超体积的个体评价方法进行Pareto非支配排序。通过不同规模算例及实例的仿真实验并与相关算法进行对比，证明了所提算法的有效性与优越性。

关键词：并行机分批调度 Logistic映射反向学习生物地理学算法超体积

并行机生产与具有等待时间限制的成批运输协调调度问题

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控制与决策 2011年第6期26卷 921-924页

作者：宫华唐立新沈阳理工大学理学院沈阳110159 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

研究了运输阶段具有等待时间限制的成批运输与并行机生产协调调度问题,目标为最小化制造期与运输费用之和.通过复杂性分析,证明其是强NP难问题,提出启发式算法并证明其最坏情况性能比为4-1/m.当一个运输批必须在同一台机器加工时,证明... 详细信息

研究了运输阶段具有等待时间限制的成批运输与并行机生产协调调度问题,目标为最小化制造期与运输费用之和.通过复杂性分析,证明其是强NP难问题,提出启发式算法并证明其最坏情况性能比为4-1/m.当一个运输批必须在同一台机器加工时,证明其也是强NP难问题.将加工时间与等待时间限定值进行比较,分别提出两个启发式算法,并证明其最坏情况性能比分别为2-1/m和4-1/m.

关键词：并行机成批运输复杂性最坏情况

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并行机作业车间等量分批多目标优化调度

计算机集成制造系统 2011年第4期17卷 816-825页

作者：曾强杨育王小磊文颖重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 河南理工大学工业工程系河南焦作454000 华北电力大学机械工程系河北保定071003

为降低并行机作业车间等量分批多目标优化调度问题的复杂度,提高优化效率,提出了一种基于仿真技术和改进非支配排序遗传算法的分步优化方法。建立了一类以完工时间最短和总制造成本最低为优化目标的并行机作业车间等量分批多目标优化调... 详细信息

为降低并行机作业车间等量分批多目标优化调度问题的复杂度,提高优化效率,提出了一种基于仿真技术和改进非支配排序遗传算法的分步优化方法。建立了一类以完工时间最短和总制造成本最低为优化目标的并行机作业车间等量分批多目标优化调度模型;将各产品进行等量分批,以Witness为仿真平台建立并行机作业车间等量分批生产仿真模型,通过组合仿真优化得到产品理想的等量分批方案,从而将原问题转化为并行机作业车间多目标优化调度问题;设计了一种改进的非支配排序遗传算法,对并行机作业车间多目标优化调度进行求解。通过算例分析验证了该方法的有效性。

关键词：作业车间调度并行机多目标优化仿真技术遗传算法

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基于资源共享的并行机生产运输协调调度研究

基于资源共享的并行机生产运输协调调度研究

作者：吉兰萍沈阳理工大学

学位级别：硕士

在制造业中,共享制造模式可以在缓解生产领域资源结构性矛盾的同时有效解决资源短缺与闲置浪费的难题。由于制造资源和客户地理位置的分布性,产品的生产与加工后的运输不可分割。研究生产与运输的协调调度问题,是为了在达到生产目的的同... 详细信息

在制造业中,共享制造模式可以在缓解生产领域资源结构性矛盾的同时有效解决资源短缺与闲置浪费的难题。由于制造资源和客户地理位置的分布性,产品的生产与加工后的运输不可分割。研究生产与运输的协调调度问题,是为了在达到生产目的的同时,有效降低能源消耗、减少生产成本,提高生产效率,进而提高企业竞争力。因此在资源共享的背景下研究生产运输协调调度问题具有重要的现实意义。本文以半导体芯片制造业中晶圆光刻操作及运输为研究背景,将光刻机作为生产过程中的一种共享资源。互联网能将属于不同晶圆制造商的多台光刻机集成在资源共享平台上,由此形成一种并行机的生产环境。考虑客户各自的利益和机器的激活成本,分别提炼出基于多代理的并行机生产运输协调调度问题以及考虑激活成本的并行机生产运输协调调度问题。(1)针对基于多代理的并行机生产与运输协调调度问题,考虑的是工件加工后运输到客户的问题。将多个客户看作多个代理,以最大化每个代理的收益为目标函数,收益为工件价值与拖期惩罚之差,建立调度模型。之后将代理作为投标方,机器作为拍卖方,主要考虑工件加工时间和运输时间等因素设计多轮迭代拍卖算法求解。多轮迭代拍卖算法的设计主要包括:基于投标方的投标策略、基于拍卖方的中标决策和解决投标方时段冲突的价格更新机制三部分。实验结果表明,设计的拍卖算法与lingo求得的方案一致,且相较于遗传算法得到的方案更优。(2)针对考虑激活成本的并行机生产运输协调调度问题,考虑工件加工后的产品运输问题。以工件为博弈方,以工件选择的机器、生产和运输的次序为策略,以机器负载、激活成本和运输完成时间三者之和为工件成本,以成本的相反数为收益函数,由此建立生产与运输协调的非合作博弈模型。为求解建立的非合作博弈模型,证明该模型中纳什均衡可能不存在,将博弈方的收益转化为关于最大运输完成时间的近似纳什均衡。再将原问题转化为马尔科夫决策问题,通过确定强化学习的状态、动作以及奖励,设计基于值函数线性逼近的Q-learning算法求得近似纳什均衡解,最终达到最小化各工件成本的目的。实验结果表明,Q-learning算法得到的调度方案相较于其他调度规则的解更优。

关键词：资源共享生产运输协调调度并行机博弈论强化学习

基于网络流的多并行机可中断开放车间调度算法

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计算机集成制造系统 2011年第5期17卷 990-996页

作者：展勇邱长华祝海涛哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

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... 详细信息

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。

关键词：开放车间调度并行机网络流整数规划调度算法

基于双线性链表编码的并行机大规模调度遗传算法

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计算机集成制造系统 2011年第2期17卷 301-309页

作者：赵振刘钢严隽薇刘敏同济大学电子与信息工程学院上海201804 上海宝钢设备检修有限公司上海201900

面向并行机大规模调度问题,提出了一种以工件聚类作为初始染色体种群构成基础的遗传算法。算法首先采用改进的模糊C-均值聚类算法,按影响调度的工件重要特性指标,将工件进行聚类;然后采用基于双线性链表结构的编码方式,表示工件聚类在... 详细信息

面向并行机大规模调度问题,提出了一种以工件聚类作为初始染色体种群构成基础的遗传算法。算法首先采用改进的模糊C-均值聚类算法,按影响调度的工件重要特性指标,将工件进行聚类;然后采用基于双线性链表结构的编码方式,表示工件聚类在并行机上的生产次序及任务数量,并据此设计了相应的交叉和变异算子;最后进行了实验分析及实例应用,该算法可以在合理的计算时间内获得满意的优化质量。

关键词：调度并行机遗传算法工件聚类

ATO供应链中航空运输及并行机生产协调调度问题

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系统工程理论与实践 2007年第12期27卷 8-15页

作者：李昆鹏马士华华中科技大学管理学院供应链与物流管理研究所武汉430074

研究了一类供应链中的生产和航空运输协调调度问题的特点.在此基础上,提出了解决该问题的理论框架.在该理论框架下,协调调度问题被分解为航空运输调度子问题和生产调度子问题.在对各子问题的定义和建模的过程中,考虑彼此之间的制约关系... 详细信息

研究了一类供应链中的生产和航空运输协调调度问题的特点.在此基础上,提出了解决该问题的理论框架.在该理论框架下,协调调度问题被分解为航空运输调度子问题和生产调度子问题.在对各子问题的定义和建模的过程中,考虑彼此之间的制约关系.建立了航空运输调度问题的整数规划模型,并证明了该问题等同于一个运输问题.在生产调度子问题中,考虑并行机的生产调度问题,证明该问题为NP完全问题,提出了解该问题的模拟退火算法.

关键词：供应链协调调度并行机航空运输

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基于工件聚类的并行机调度算法及其应用

计算机集成制造系统 2006年第12期12卷 2062-2066,2073页

作者：郝井华刘民吴澄张瑞清华大学自动化系北京100084

针对纺织生产广泛存在的带工件释放时间、以最小化总拖期工件数和总拖期时间为目标的大规模并行机调度问题,提出一种基于工件聚类的遗传算法。该算法将求解过程分为工件聚类和工件排序两个阶段。在工件聚类阶段,基于影响并行机调度性能... 详细信息

针对纺织生产广泛存在的带工件释放时间、以最小化总拖期工件数和总拖期时间为目标的大规模并行机调度问题,提出一种基于工件聚类的遗传算法。该算法将求解过程分为工件聚类和工件排序两个阶段。在工件聚类阶段,基于影响并行机调度性能的重要调度特征量,采用改进的模糊C-均值聚类方法将所有待上机工件分为多个聚类;在工件排序阶段,采用基于规则编码的遗传算法,优化各聚类内工件的加工顺序。数值计算结果及实际应用效果表明,所提出的算法适用于求解带工件释放时间的大规模并行机调度问题。

关键词：并行机调度聚类遗传算法纺织

带公共交货期的并行机提前/拖后调度问题的进化策略求解

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电子学报 2001年第11期29卷 1478-1481页

作者：杨英杰刘民吴澄清华大学自动化系北京100084

本文首次将进化策略应用于带公共交货期的并行机提前 /拖后调度问题 ,在问题描述、个体的复合编码表示、进化策略参数的模糊逻辑动态控制和进化策略的局部寻优方面作了研究 .不同规模的计算实例表明本文提出的进化策略算法可以有效解决... 详细信息

本文首次将进化策略应用于带公共交货期的并行机提前 /拖后调度问题 ,在问题描述、个体的复合编码表示、进化策略参数的模糊逻辑动态控制和进化策略的局部寻优方面作了研究 .不同规模的计算实例表明本文提出的进化策略算法可以有效解决较大规模并行机调度问题 .

关键词：公共交货期并行机调度问题进化策略复合编码模糊逻辑