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基于遺傳算法的綠色制造車間調度方法研究(本科畢業(yè)設計).doc

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基于遺傳算法的綠色制造車間調度方法研究(本科畢業(yè)設計),摘 要綠色制造是一種具有顯著社會效益和經濟效益的現代制造模式,因此是當前國內外研究的前沿和熱點課題。車間調度作為綠色制造系統(tǒng)運籌技術,管理技術與優(yōu)化技術發(fā)展的核心,在綠色制造相關理論研究中占有重要的地位。車間調度問題是組合優(yōu)化問題,屬于n-p難題,近年來各種智能優(yōu)化...
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分類: 論文>機械工業(yè)論文

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基于遺傳算法的綠色制造車間調度方法研究(本科畢業(yè)設計)

摘   要

綠色制造是一種具有顯著社會效益和經濟效益的現代制造模式,因此是當前國內外研究的前沿和熱點課題。車間調度作為綠色制造系統(tǒng)運籌技術,管理技術與優(yōu)化技術發(fā)展的核心,在綠色制造相關理論研究中占有重要的地位。車間調度問題是組合優(yōu)化問題,屬于N-P難題,近年來各種智能優(yōu)化方法逐漸應用到車間調度問題中來,遺傳算法是其中一種重要而有效的算法。
    本文應用遺傳算法求解面向綠色制造的車間調度問題,從作業(yè)車間調度和流水車間調度兩個方面,主要做了以下的研究工作;
    1.針對傳統(tǒng)遺傳算法在解決大規(guī)模作業(yè)車間調度問題時進化速度過慢和過早收斂問題,提出了一種嫁接遺傳算法成功應用于作業(yè)車間調度。應用混合式嫁接遺傳算法解決多資源作業(yè)車間調度。針對面向綠色制造的作業(yè)車間雙向調度問題,提出了一種基于遺傳算法的解決策略,并對不同規(guī)模的問題進行了求解。
    2.對面向綠色制造的確定型及模糊型流水車間調度問題,分別應用遺傳算法進行求解和仿真。
    3.利用遺傳算法解決面向綠色制造的流水車間作業(yè)排序問題。


關鍵詞:車間調度遺傳算法作業(yè)車間調度流水車間調度綠色制造

 

 

 

 


ABSTRACT

Green manufacturing system is a contemporary manufacturing mode which can greatly promote the synthesized economic profit of the enterprise, thus it has become the hotspot of the research and application of all kinds of enterprise. It is very important to study shop floor scheduling problems in Green Manufacturing basic theory for fully exerting its high efficiency and flexibility. The shop floor scheduling is principle problem for the development of operation, management and optimization techniques in manufacturing system. Shop floor scheduling is a combinatorial optimization problem, which belongs to N-P problem. Many intelligent computation methods are introduced into scheduling problem in recent years, genetic algorithm(GA) is one of the most important methods.
  In this paper, GA is applied to solve complex shop floor scheduling problem for green manufacturing. I have made some research in the following aspects:
  1. In order to overcome the limitations of low convergence rate and premature convergence appearing in standard GA, an Grafted Genetic Algorithm is proposed and applied in the Job-shop scheduling problem constrained by machines, workers,robots and green factors. This work presents a bi-directional scheduling approach on the basis of combining genetic algorithm to address the job-shop scheduling problem in green manufacturing system.
  2. To the standard flow-shop scheduling problem and fuzzy flow-shop scheduling problem, a solution method based on hybrid Genetic Algorithm is proposed.
  3. A kind of Genetic Algorithm is made for solving the flow-shop sequencing problems and proved suitable to the problems.


Key Words:Shop Floor Scheduling Genetic Algorithm job-shop Scheduling Flow-shop Scheduling Green Manufacturing

 

目  錄
摘   要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1  緒論 1
1.1 課題的研究意義 1
1.2車間調度方法的國內外研究狀況及分析 1
1.2.1車間調度問題的建模方法 2
1.2.2車間調度問題的研究方法 3
1.2.3.車間調度問題的研究策略 6
2  遺傳算法技術研究 9
2.1引言 9
2.2遺傳算法的基礎理論 9
2.2.1遺傳算法的生物學背景 9
2.2.2遺傳算法的基本概念和處理步驟 10
2.3適應度函數 11
2.3.1目標函數映射成適應度函數 11
2.3.2適應度定標 12
2.4遺傳算法的基因操作 13
2.4.1選擇算子 13
2.4.2交叉算子 14
2.4.3變異算子 15
2.5遺傳算法控制參數設定 16
2.6遺傳算法的特點及相關理論 16
2.6.1遺傳算法的特點 16
2.6.2遺傳算法相關理論問題 17
2.7本章小結 18
3  面向綠色制造的作業(yè)車間調度方法研究 19
3.1引言 19
3.2作業(yè)車間調度問題描述 19
3.3嫁接遺傳算法解決面向綠色制造的作業(yè)車間調度 20
3.3.1嫁接遺傳算法設計 20
3.3.2嫁接遺傳算法在車間作業(yè)調度問題中的應用 22
3.4面向綠色制造的多資源作業(yè)車間調度問題 26
3.4.1問題描述 27
3.4.2混合式嫁接遺傳算法 27
3.4.3仿真分析 30
3.5面向綠色制造的作業(yè)車間雙向調度優(yōu)化問題 33
3.5.1雙向調度問題描述 33
3.5.2遺傳算法設計 33
3.5.3仿真設計 36
3.6本章小結 37
4  面向綠色制造的流水車間調度方法研究 39
4.1引言 39
4.2流水車間調度問題描述 39
4.3解決流水車間調度問題的啟發(fā)式算法和遺傳算法 40
4.3.1解決流水車間調度問題的幾種啟發(fā)式算法 40
4.3.2解決面向綠色制造的流水車間調度的遺傳算法 42
4.3.3流水車間調度的遺傳算法總體設計思路 43
4.4混合式遺傳算法解決面向綠色制造的確定型流水車間調度問題 45
4.5面向綠色制造的模糊型流水車間調度問題 51
4.5.1模糊型流水車間調度數學模型 51
4.5.2模糊型流水車間調度遺傳算法設計描述 54
4.6面向綠色制造的流水車間作業(yè)排序問題 56
4.6.1算法描述 57
4.6.2算例分析 59
4.7本章小結 62
5論文總結與展望 63
致  謝 64
參考文獻 65