基于过滤束搜索的非标准车间调度算法及其应用研究

摘要

为了应对瞬息万变的市场，越来越多的企业正在从大规模的批量生产方式向单件小批量生产方式转变。尤其是那些大型成套设备制造企业，产品零部件占用资金非常大，他们的生产方式不可能是有库存的现货生产模式，只能是按订单(MakeToOrder，MTO)的生产模式。本文研究的目的是要寻找一种面向订单生产模式且带有装配关系的非标准车间作业调度问题的实用生产调度算法，并根据哈尔滨电机厂有限责任公司生产调度的实际需求，开发一个实用的面向大设备平衡的生产计划系统。
　　本文首先进行了面向大设备平衡的生产计划系统的总体设计。其次，在对工序任务之间的逻辑关系深入分析的基础上，提出一种基于过滤束算法思想与基本邻域搜索算法相结合的混合算法。该算法按照最早完工时间优先（ECT）分派规则，先将参加排序的工序合并成一个串行序列，然后按照同层内不存在偏序关系的原则，将其分解为若干个时间上相互衔接的层次，在每个层次内部，通过构造邻域产生出多个可行序列，对每个可行序列进行设备配置，采用邻域搜索算法进行方案的寻优，保留一组满足评价要求的可行方案作为下一层设备配置的背景环境，通过层层递进最终获取全局的近似最优解。再其次，由于实际的生产调度问题在满足各种约束的同时，涉及到多种甚至是相互矛盾的计划目标，要寻求符合所有目标要求的方案是不可能的，必须根据生产调度问题的具体特点对多目标评价问题的指标体系进行简化；另一方面，指标参数的简化使生产管理者最关心的性能得到强调，从而能够更好地执行生产管理者的意图。然后，本文应用熵权理论，对当前方案集合中各元素的相关信息做出客观分析，根据每个参数对方案决策所能提供的有用信息量的变化情况，实现各指标参数的权值随着被评价集合的参数状态变化的动态配置，以提高方案评价结果的正确性。文中最后以水电产品生产计划的编制为例，描述了面向大设备平衡的生产计划系统在实际工程中的具体应用，该系统运行良好，说明本文提出的方法是有效的。

目录

基于过滤束搜索的非标准车间调度算法及其应用研究

SCHEDULING’S ALGORITHM OF NONSTANDARD JOB-SHOP BASED ON FILTERED BEAM SEARCH AND ITS APPLICATION

摘要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究目的和意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 大型成套、单件小批量面向订单的生产模式概述

1.2.2 车间生产调度理论研究现状的综述

1.2.3标准车间调度问题(JSSP)的常见算法综述

1.3 非标准车间调度问题近似算法的发展现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 生产调度系统总体设计

2.1 系统的需求分析

2.2系统设计

2.2.1基于JDBC的C/S系统体系结构

2.2.2面向大设备设备平衡计划的编制流程

2.2.3功能设计

2.3 计划制定算法的基本思想

2.4本章小结

第3章 非标准车间生产调度算法

3.1带有装配逻辑的NJSSP问题描述

3.2 过滤束搜索与基本邻域搜索相结合的混合算法

3.2.1串行工序列的分层算法

3.2.2邻域搜索算法初始可行序列的获取

3.2.3 邻域的生成

3.2.4局部优化方案集合的获取

3.3算法的实现过程

3.4 算法时间复杂性分析

3.5 调度算法应用实例

3.6本章小结

第4章 基于熵权的方案评价

4.1熵权的基本理论

4.1.1熵权法的基本原理

4.1.2熵权的主观修正

4.2方案的评价

4.2.1目标评价指标体系的建立

4.2.2目标评价中指标参数值的获得

4.2.3评价体系模型的建立及方案评价过程

4.3 应用实例

4.4 本章小结

第5章 生产调度系统的实现与应用

5.1 系统环境

5.2 排序算法的实现

5.2.1类图

5.2.2动态顺序图

5.3 系统实现

5.3.1数据结构

5.3.2 系统主要界面介绍

5.3.3生产调度实例分析

5.4本章小结

结论

参考文献

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致谢