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存在恶化工件和柔性设备的综合调度算法研究

存在恶化工件和柔性设备的综合调度算法研究

作者：赵泽源哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

综合调度研究是能够满足当今社会客户对多样化和个性化产品需求的重要途径,虽然目前综合调度问题的研究已经十分深入,但是还没有对存在恶化工件的综合调度问题进行研究。具有恶化性的工件即为恶化工件,工件的恶化性是指在加工过程中存... 详细信息

综合调度研究是能够满足当今社会客户对多样化和个性化产品需求的重要途径,虽然目前综合调度问题的研究已经十分深入,但是还没有对存在恶化工件的综合调度问题进行研究。具有恶化性的工件即为恶化工件,工件的恶化性是指在加工过程中存在着一道或者多道工序的加工时间会随着等待时间的延长而延长,最终对产品的完工时间造成影响,降低了产品的生产效率,因此针对存在恶化工件的综合调度问题的研究是非常有必要的。对于在以往的综合调度研究中没有考虑恶化工件的情况,忽略了恶化工件对产品完工的影响,从恶化工序和恶化因子的角度提出了存在恶化工件的单车间综合调度算法。该算法首先根据提出的恶化因子模式识别策略生成初始的加工序列并对恶化工序可加工时刻加工设备的占用情况进行判定,之后根据加工设备的占用情况提出了恶化因子等待判定策略和恶化因子延迟对冲策略对工序加工顺序进行调整。该算法降低了恶化时间对产品完工时间的影响,提高了产品的生产效率。针对在单车间综合调度中存在恶化工件和柔性设备的情况,提出了存在恶化工件和柔性设备的单车间综合调度算法。该算法在第三章算法基础上,提出了恶化工艺树柔性设备压缩预调度策略,将柔性设备工艺树压缩为普通工艺树并生成初始加工序列,之后提出了恶化工序轮询置换调整策略、恶化工序冲突调整策略和工序分类递归调整策略对不同类型的工序加工设备冲突情况进行调整从而生成最终的加工序列,该算法降低了恶化时间对产品完工的影响,兼顾了恶化工序和普通工序的调度顺序,使产品能够尽早完工。针对存在恶化工件和柔性设备的主从镜像二车间综合调度问题,提出了存在恶化工件和柔性设备的主从镜像二车间综合调度算法。本算法对存在恶化工件和柔性设备的单车间综合调度算法所生成的加工序列进行调整,首先提出了叶结点工序迁移判定策略,对工艺树中的叶结点工序进行迁移判定,之后提出了非叶结点工序前移和迁移判定策略对非叶结点工序进行前移和迁移的调整,最后提出了车间同步策略确定紧前工序不在相同车间加工的工序的开始加工时间和加工设备,降低了恶化时间和工序迁移时间对产品完工的影响,缩短了产品的完工时间。对于在综合调度生产过程中存在恶化工件以及柔性设备的生产场景,本文提出了对应的算法,之后通过实例说明了本文算法在实际中的适用性和较优性。

关键词：恶化工件恶化工序恶化因子柔性设备二车间综合调度算法

兼顾紧急产品和在加工产品交货期的综合调度算法研究

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兼顾紧急产品和在加工产品交货期的综合调度算法研究

作者：刘琦哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

迄今为止,大多数综合调度算法仅针对静态加工作业车间环境,没有考虑到实际生产过程中产生的动态问题对后续工序加工次序的影响,也没有针对紧急产品和在加工产品的动态重调度问题进行考虑。因此,本文提出对兼顾紧急产品和在加工产品交货... 详细信息

迄今为止,大多数综合调度算法仅针对静态加工作业车间环境,没有考虑到实际生产过程中产生的动态问题对后续工序加工次序的影响,也没有针对紧急产品和在加工产品的动态重调度问题进行考虑。因此,本文提出对兼顾紧急产品和在加工产品交货期的综合调度问题进行研究。针对紧急产品插入至在加工产品生产进程中的动态问题,本文提出了兼顾紧急产品和在加工产品交货期的综合调度算法。该算法首先将紧急产品和在加工产品中的加工工序用虚拟根节点连接,构成一个新的虚拟重构工艺树;对于设备上存在开始加工时间重叠的工序,根据产品优越度、工序的弹性优越度和拟合优越度,采用单产品择优策略和弹性综合评价策略确定产品中各工序的调度次序和开始加工时间。实例对比表明,该算法在保证紧急产品和在加工产品交货期的前提下,合理分配冲突工序间的调度次序,最小化缩短了各产品的生产周期。针对在加工产品过程中多急件产品到达的综合重调度问题,本文提出了基于关键链的多急件产品到达的综合重调度算法。在多个产品混合加工的过程中,由关键工序组成的关键链制约着整个多产品生产系统的运行,该算法提出关键链占优调度策略解决了工序间的权重分配问题。针对混合重调度过程的三个阶段提出混合重调度策略,对于初始静态调度采用最早开始时间、短用时原则调度工序;对于混合产品加工阶段,根据工序权重占优值对有开始加工时间重叠的工序优化排序,确定急件产品最大完工时间;对于剩余在加工产品工序,按照工序时间级别占优值确定剩余原在加工产品部分工序的调度次序。实例验证表明,在不提高时间复杂度的情况下,有效提高了关键链的工作效率、避免关键链上的工序延迟加工。针对在对称二车间中急件产品扰动生产进程完工期的问题,本文提出了考虑急件产品到达的对称二车间综合重调度算法。该算法把工序择取车间问题分为两个阶段,首先采用动态工序链排序策略,根据产品占优值调解冲突工序集,避免在同一时刻存在多个工序抢占同一设备,随后根据紧前工序所在车间确定工序的预选择车间;最后利用预调度甘特图和车间均衡策略调整工序的最终加工设备车间,在各产品的交货期内优化了最大完工时间以及工序在车间上的迁移次数。实例结果表明基于急件产品扰动的综合重调度算法的可行性和有效性。

关键词：拟合优越度二车间综合调度算法弹性综合评价策略

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存在相同多功能设备的综合调度算法研究

存在相同多功能设备的综合调度算法研究

作者：尚旭东哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着时代的发展,人们对产品的需求从第一次工业革命前的少量定制到现阶段的个性化定制,为了满足人们对产品的需求,综合调度问题成为重点研究对象。虽然综合调度问题的研究已经取得许多成果,但是目前没有针对存在相同多功能设备的综合调... 详细信息

随着时代的发展,人们对产品的需求从第一次工业革命前的少量定制到现阶段的个性化定制,为了满足人们对产品的需求,综合调度问题成为重点研究对象。虽然综合调度问题的研究已经取得许多成果,但是目前没有针对存在相同多功能设备的综合调度问题进行的研究。针对存在相同设备的综合调度问题的研究,目前已有的算法没有考虑设备空闲时间段对工序紧凑性影响的问题,提出了虚拟调整时长策略。使用虚拟调整时长策略依次对符合约束关系的空闲时间段进行判断,在满足条件时,插入该工序,对已安排的相关工序进行后移操作。实验表明,该算法解决了设备空闲时间段对工序紧凑性的影响。针对存在多功能设备的综合调度问题的研究,目前没有考虑多功能设备功能切换的问题,提出存在多功能设备的问题,提出了对加工工艺树改进的策略。该算法首先确定多功能设备的默认状态,然后对产品的加工工艺树进行改进,使存在多功能设备的综合调度问题转换为了一般的综合调度问题。实验表明,该算法解决了多功能设备功能切换的问题,同时为解决存在特殊约束关系的综合调度问题研究奠定了基础。针对存在相同多功能设备的综合调度问题,没有考虑相同设备和多功能设备的结合问题,提出了存在相同多功能设备的综合调度问题,并设计了以优先调度在多功能设备上加工的工序为驱动来加工整个产品的算法。该算法优先调度在多功能设备上加工的工序,使用最少切换功能策略和最早加工原则结合选择设备,并以此为驱动来调度前序工序。实验表明,该算法解决了相同设备和多功能设备结合的问题,同时保证了尽可能少的对多功能设备上的功能进行切换。

关键词：综合调度算法虚拟调整时长策略加工工艺树改进策略最少切换功能策略相同多功能设备

考虑设备故障干扰的柔性动态综合调度算法研究

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考虑设备故障干扰的柔性动态综合调度算法研究

作者：熊新哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

在生产加工制造系统中,存在着各种各样的外部干扰,设备故障干扰是指设备从某个时刻开始,持续一段时间无法正常工作。设备故障干扰对系统的影响较大,因此本文提出了考虑设备故障干扰的柔性动态综合调度算法。针对目前综合调度研究中没有... 详细信息

在生产加工制造系统中,存在着各种各样的外部干扰,设备故障干扰是指设备从某个时刻开始,持续一段时间无法正常工作。设备故障干扰对系统的影响较大,因此本文提出了考虑设备故障干扰的柔性动态综合调度算法。针对目前综合调度研究中没有考虑设备故障干扰的情况,忽略设备故障干扰对生产调度系统影响的问题,提出了考虑设备故障干扰的综合调度算法。该算法采用事件和周期混合驱动策略响应实际调度过程中出现的随机设备故障干扰,解决事件驱动中连续频繁外部干扰时系统稳定性低的问题和周期驱动中突发干扰系统响应速度慢的问题;采用组合重调度策略,将故障部分横向调整策略和故障部分纵向调整策略进行组合,解决充分利用设备空闲间隙的问题;采用完工时间偏差和加工设备偏差加权作为重调度的量化指标,解决了动态重调度方法的选择问题。针对当前对称二车间综合调度问题中没有考虑设备故障干扰的情况,提出了考虑设备故障干扰的对称二车间综合调度算法。该算法采用基于偏离系数的混合重调度策略来响应实际调度过程中出现的设备故障干扰,采用受影响工序提取策略,解决了传统右移重调度中对产品完工时间影响较大的问题;采用基于偏离系数的混合重调度策略,减少了许多不必要的重调度问题;提高了生产调度系统的稳定性。针对现阶段非对称二车间综合调度问题中没有考虑设备故障干扰的影响,提出了考虑设备故障干扰的非对称二车间综合调度算法。该算法采用贪心预选策略,将原始加工工艺树简化得到简化加工工艺树。采用分批分组策略和组内调和策略得到预调度方案,利用受影响工序提取策略得到受影响的工序集,然后提出了工序转移策略,解决了受影响的工序重调度问题。实例表明本算法解决了考虑设备故障干扰的柔性动态综合调度问题,时间复杂度较低,不超过二次多项式,具有一定的理论和实际意义。

关键词：外部干扰设备故障干扰重调度综合调度算法

考虑存在交货期约束的动态多产品综合调度算法研究

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考虑存在交货期约束的动态多产品综合调度算法研究

作者：李天顺哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着科技与时代的进步发展,智能制造业已成为推进中国制造强国战略的主攻方向之一,也是中国制造业创新发展的重大历史机遇。“十四五”期间,我国将全面深入推进智能制造,这使得制造行业迎来全新的转折点。广大优秀学者们为替代不适应当... 详细信息

随着科技与时代的进步发展,智能制造业已成为推进中国制造强国战略的主攻方向之一,也是中国制造业创新发展的重大历史机遇。“十四五”期间,我国将全面深入推进智能制造,这使得制造行业迎来全新的转折点。广大优秀学者们为替代不适应当今制造行业的传统生产方式,在生产以产品定制化、个性化和小批量的产品时,将加工与装配一同处理的问题上进行了深入研究。针对以往动态多产品综合调度没有充分考虑产品所需加工用时和产品加工次序选择对自身交货期的影响,导致某产品的完工时间超出交货期的问题,提出考虑紧迫指数的动态有交货期产品的综合调度算法。该算法首先利用预调度求解产品所需加工用时策略,得出每个产品的所需加工用时,其次根据产品所需加工用时与产品加工需求提出的产品交货期减去产品开始加工时间的比值求出紧迫指数,最后根据所求紧迫指数的高低依次加工各产品;在产品工序的调度过程中,采用设备闲置时段工序插入策略,首先在已调度产品甘特图中的缝隙选择合适的工序插入,最后依次判断有交货期约束产品的完工时间是否满足其交货期,如果满足就按调度甘特图安排生产。实验表明,该算法解决了产品所需加工用时和产品加工次序选择对自身交货期的影响,导致某产品的完工时间超出交货期的问题,较优于现有算法。针对现阶段企业在实际生产过程中,可能存在有交货期约束产品和无交货期约束产品同批次加工的情况,提出考虑紧迫指数的部分动态有交货期产品的综合调度算法。该算法在多个产品加工次序的选择上,提出产品加工次序动态选择策略。当多个产品开始加工时间相同时,按紧迫指数由高到低选择;当多个产品开始加工时间不同时,分别比较开始加工时间早的产品的剩余产品与开始加工时间晚的产品的紧迫指数并由高到低选择。该算法对于多个无交货期约束产品,首先将多个无交货期约束产品合并为一个虚拟产品,然后采用虚拟产品设备闲置时段工序插入策略和虚拟产品设备闲置时段工序调整策略,确定每个产品工序的开始加工时间。实验表明,该算法解决了在实际生产过程中,存在有交货期约束产品和无交货期约束产品同批次加工的情况,能够充分保证有交货期约束产品在交货期前完工,无交货期约束产品尽早加工完成。

关键词：动态多产品交货期紧迫指数虚拟产品综合调度算法

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考虑迁移的设备网络综合调度算法研究

考虑迁移的设备网络综合调度算法研究

作者：尹子东哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

为了实现在生产管理上应对复杂的定制化生产运作模式对生产调度提出了新的要求,综合调度则是在统一处理的基础上专门用于多品种小批量的生产模式。过去,综合调度的研究集中在单车间、双车间乃至多车间中,针对复杂加工产品在设备网络及... 详细信息

为了实现在生产管理上应对复杂的定制化生产运作模式对生产调度提出了新的要求,综合调度则是在统一处理的基础上专门用于多品种小批量的生产模式。过去,综合调度的研究集中在单车间、双车间乃至多车间中,针对复杂加工产品在设备网络及其延伸的调度研究较为缺乏。针对设备网络的综合调度问题,本文对其进行了较为详细的分析和解构,本文提出考虑迁移的设备网络综合调度算法,采用关键迁移路径策略筛选出影响加工总时间的主要因素并优先处理;提出逆向递推策略结合了正向调度和逆向调度的优势并将非关键迁移路径工序区分处理;提出时间束策略对加工工艺树的预处理获取并行加工所需的设备完备性约束,解决了设备数量的选择问题;通过设备网络区域划分策略和完备核心结点筛选策略整理设备集合,避免不必要的计算过程;采用统合渲染策略兼顾了冲突避免和全局分析的情况下实现工序选择。针对同质化设备网络的综合调度问题,本文提出工序分支拆解策略,将加工工艺树按照加工过程拆分成按时长排序的工序组,解决了工序调度的优先级问题;提出了工序分支嵌合策略,在兼顾灵活性的情况下实现对设备数量和调度过程的求解;采用同质化设备网络区域划分策略对结点进行划分,筛选出迁移时间较少的集合作为选择;提出拓扑结构映射策略,实现工序选择和设备选择的分离,并对结点集合进行过滤。针对差异化设备网络的综合调度问题,本文结合前面的研究,并对区域划分策略和调度策略进行适应性调整。本文采用差异化设备网络工序分支拆解策略,将加工工艺树拆解成按照时长排序的工序组,解决工序优先级的问题;采用差异化设备网络时间束策略获取所需的设备类型及其对应数量;采用差异化设备网络区域划分策略,筛选出符合交集设备完备性的结点集合;采用差异化设备网络逆向嵌合策略,解决了工序和设备的对应问题。本文针对考虑迁移的设备网络综合调度问题进行了研究分析,并根据实例说明本文提出的算法有效解决了设备网络及其延伸的综合调度问题,具有一定的理论和实际意义。

关键词：设备网络关键迁移路径逆向递推区域划分综合调度算法

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基于信号驱动的多批处理综合调度算法

计算机学报 2013年第4期36卷 818-828页

作者：谢志强辛宇杨静哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

针对以往综合调度中批处理调度算法只能处理2个工序的批量调度,进行批量调度的工序不能具有2个以上的紧前工序,使综合调度具有局限性问题,提出基于信号驱动的多批处理综合调度算法.该算法先建立设备和调度2个子系统,并通过相互间传递的... 详细信息

针对以往综合调度中批处理调度算法只能处理2个工序的批量调度,进行批量调度的工序不能具有2个以上的紧前工序,使综合调度具有局限性问题,提出基于信号驱动的多批处理综合调度算法.该算法先建立设备和调度2个子系统,并通过相互间传递的信号驱动;为了预判断可批处理工序,将工序分为可调度工序和准可调度工序,采用组合策略将可批量处理的工序形成组合工序一同加工;当可调度工序超过设备批处理量时,按最大并行性选择策略选择调度;当准可调度工序成为批处理工序时,无需考虑前续工序对工序批处理的影响,即对批处理工序的紧前工序数无限制;循环以上可批处理工序判断,实现多批量处理.

关键词：多批处理组合工序组合策略综合调度算法信号驱动

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基于交货期紧迫度的综合调度算法

机械工程学报 2011年第22期47卷 181-190页

作者：谢志强常宁宁杨静哈尔滨理工大学计算机学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学计算机学院哈尔滨150001

为解决开始时间与交货期都不相同的多品种小批量复杂产品综合调度问题,提出基于交货期紧迫度的综合调度算法。该算法根据产品加工的开始时间由前到后排序调度;当存在多产品开始时间相同时,根据产品优先加工的紧迫度,确定它们的调度次序... 详细信息

为解决开始时间与交货期都不相同的多品种小批量复杂产品综合调度问题,提出基于交货期紧迫度的综合调度算法。该算法根据产品加工的开始时间由前到后排序调度;当存在多产品开始时间相同时,根据产品优先加工的紧迫度,确定它们的调度次序;如果存在紧迫度相同的产品,将按交货期由早到晚排序调度;若交货期也相同,则将它们虚拟成一个产品统一调度;对被调度产品采用长路径策略和短用时策略确定其各工序的调度次序,并结合设备工序紧凑法确定工序的开始时间。该算法结合产品紧迫度和设备工序紧凑法的优点,使开始时间不同的多产品在尽量减少设备空闲时间的情况下,按交货期完工。理论分析和实例表明,该算法可在二次复杂度内给出较合理的综合调度方案。

关键词：不同开始时间交货期紧迫度设备工序紧凑法综合调度算法

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根据交货期确定产品调度次序的综合调度算法

高技术通讯 2011年第12期21卷 1291-1298页

作者：谢志强常宁宁杨静哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001 哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080

为了解决开始时间与交货期都不相同的多品种小批量复杂产品综合调度方案延期的问题，提出了根据交货期确定产品调度次序的综合调度算法。该算法采取按产品交货期由前到后排序调度，对交货期相同的多产品，优先调度开始时间晚的产品；对... 详细信息

为了解决开始时间与交货期都不相同的多品种小批量复杂产品综合调度方案延期的问题，提出了根据交货期确定产品调度次序的综合调度算法。该算法采取按产品交货期由前到后排序调度，对交货期相同的多产品，优先调度开始时间晚的产品；对交货期和开始时间都相同的多产品，采取将这些产品虚拟成一个产品统一调度。调度时先采用层优先、长路径和短用时策略确定各工序的调度次序，再结合设备工序紧凑法确定各工序的开始时间。示例表明，该算法可在二次复杂度情况下，提供充分考虑产品交货期的综合调度方案。

关键词：开始时间交货期多产品设备工序紧凑法综合调度算法