4、由作业的加工特点可分为静态调度和动态调度两种。
实际车间调度[5]:多个工件在设备上加工,每台设备在切换不同工件时需要一定的准备时间,而随着切换加工次数的增加有利于减少工件的库存,却导致生产率下降,所以说必须在库存成本和工件切换频率取得一个平衡点,根据实际要求来改变这个平衡点。
主要有以下特点
1、复杂性
实际作业时会在装卸,搬运中花费时间和操作顺序,都要考虑其中,随着规模的增加和扩大,计算越繁复。
2、动态随机性
3、多目标性
1。5 研究方法、技术路线
1。5。1 研究方法
对于车间调度优化问题,以往常常是使用基于权重的方法来处理,后来因为这种方法不能让设计方案令人满意,随着调度优化问题的变化,该方法处理问题越来越困难。有关研究人员开始从不同的角度去思考优化问题,陆续提出一些新的方法,就以物理规划、遗传算法和局部搜索法来说,都具备不同的特点。论文网
物理规划:根据设置用户的偏好来获得符合要求的最优设计,可以减轻计算压力,且目标操作是单独进行,互不干扰,物理规划法可以处理目标数量较大的优化设计问题。
局部优化搜索法:包含模拟退火法、禁忌搜索法。前者伴随温度的下降,根据概率进行随机搜索,从而达到全局最优的效果;后者主要特点是引入一个全新的机制提高了搜索几率
本文是以遗传算法来解决车间调度优化问题[5],以“种群”作为优化问题的基础,对解决车间调度优化问题有极佳的效果。在本文第二、三章会有详细说明。
1。5。2 技术路线
1、对车间调度进行分析,确定最优目标函数,根据约束条件建立优化数学模型;
2、利用MATLAB编制优化程序;
3、设计用户界面,使得用户可直接输入参数,得到相应的方案和甘特图;
4、对所得的车间调度方案进行仿真,对比分析,得到进一步优化建议。
1。6 本文章节
第一章节解释该课题所处的研究背景,并明确了课题研究的最终目的和对当前生产制造的主要意义,介绍作业车间优化问题在国内外研究现状。
第二章节介绍了遗传算法理论的形成及主要内容,也将其基本原理,工作流程及相关特点进行一定的阐释。使得课题有更好的研究理论基础。
第三章节阐述了车间调度问题相关的地数学模型,和遗传算法在该问题中的编码方式的选择与确定,遗传算子的选择、交叉、变异,及该课题的参数选定。
第四章节是对作业车间调度优化系统进行MATLAB仿真,通过对其仿真结果的分析,验证算法的有效性和选择策略的正确性。
第五章节是对课题研究的结论与展望。
2 遗传算法理论
2。1 遗传算法的基本思想
进化论[7]说的是物种会在环境中不断发展,适应。其个体的基本特征会被后代延续,不过不是完全的复制,不同的特征若被适应环境,则会被保留下来;不适应环境的则被淘汰。这就是适者生存,劣者淘汰的进化论原理。遗传学说认为遗传因子以基因的形式包含在染色体内,每个基因都有特定的部位控制着不同的个体特征。对环境的适应有了免疫,而通过基因变异和交换则会获得更能适应环境的个体。然后通过适者生存自然法则挑选,能够适应环境环境的个体基因结构遗传到下一代。
遗传算法的基本思想源自于进化论和遗传学说。比如说,一开始选取一定规模的个体组成一个群体,了解各个个体的适应度值,满足生存法则的个体,遗传下去;不满足法则的个体,继续通过交叉、变异、突变等操作产生下一代,再计算下一代的适应度值,之后反复该过程,直到出现个体满足生存法则。文献综述