病毒进化遗传算法及其在机车检修系统工单调度中的应用研究

摘要

机车检修是机务段组织运输生产活动的基础,是机车正常运行的有力保障,对提高机车运用效率有着重要的意义,因此提高机车检修质量和管理水平,强化机车检修质量过程控制成为保证机车安全生产活动和提高机车运用效率的关键,因此建立和健全现代化的机车检修系统是一项重大的任务。
　　 机车检修系统是为了满足机车检修生产规范化、程序化、信息化的需要,以检修生产管理和检修生产过程为主线,达到机车检修质量控制为目的,为领导决策提供支持的信息系统。
　　 机车检修系统中工单管理对整个检修过程控制起到了非常重要的作用,而工单管理中工单调度的合理性直接关系到机车检修的效率和质量。因此,有效合理的工单调度是保证检修作业高效、高质完成的关键。
　　 本文针对“兰州西机务段行修系统”中检修工单的调度实现方法进行了选题研究。主要是针对检修工单调度中人力资源的分配问题,考虑了人力资源能力、技能的多样性。建立了工单调度数学模型,采用病毒进化遗传算法求解模型,验证了模型的科学性及病毒进化遗传算法求解问题的优越性。最后,实现了“兰州西机务段行修系统”中的工单智能调度,使之真正做到了“人尽其才”。
　　 论文主要的工作内容包括:
　　 (1)学习研究了整个机车检修系统,分析了当前检修系统中工单调度的不足之处,主要包括两点:第一,现场检修人员采用纸质工单,工作中往返于整备场和办公室之间,工作效率低,工作强度大。第二,工单调度采用人工分配,多凭经验,很少考虑工人的技能、能力多样性的差别,缺乏科学性。
　　 (2)深入学习了病毒进化遗传算法,用算例验证了算法的性能。结果表明,相对于遗传算法,病毒进化遗传算法能够以较短的计算时间和较少的计算代数得到最优解。
　　 (3)建立了关于人力资源分配的工单调度数学模型,利用病毒进化遗传算法通过实例进行了求解。实验结果表明病毒进化遗传算法能以较快的速度得到一个较优的工程解。即在充分考虑作业者不同技能差别的前提下,能够得到一个满足质量、进度要求的较优的解。
　　 (4)设计了移动式电子工单调度系统。系统实现了工单调度的智能分配,解决了传统机车检修系统中手工录入数据的问题,实现了检修数据的双向实施传输,降低了劳动强度,提高了工作效率和质量。
　　 (5)用计算机仿真实际的工单调度,结果表明:通过计算机进行智能分配工单,工人完成任务的时间小于人工分配完成任务的时间,充分体现了工单智能分配的优势和合理性。