云制造环境下柔性作业车间调度算法的研究

摘要

我国是制造资源大国，但是制造资源的利用率不高，浪费的情况很严重。云制造的兴起，为制造业带来了新的机遇，因为它体现了将分散在各地的资源进行集中使用和将集中在一起的资源进行分散去提供服务的思想，以多对多的服务思想，将分布式资源进行集中的管理，使得制造资源的共享和利用能够达到最大程度的实现，企业的生产效益能够实现最大化，同时为客户满足需求，生产高质量的产品，为了达到这一目标，本文主要研究云制造资源优化调度和企业车间制造资源调度问题。
　　首先，本文综述了云制造理论、云制造优化配置方法、云制造环境下的柔性作业车间调度的国内外相关领域的研究现状，阐明了目前研究所存在的不足。之后对云制造环境下的制造资源进行分类并阐述了其特征，对云制造环境下的资源虚拟化进行了研究，提出了虚拟化框架，并对虚拟化的资源信息进行形式化的描述，来满足请求端提出的制造设备资源需求。
　　其次，本文先从云平台角度出发，对云平台调度进行了资源匹配，建立了调度数学模型，给出目标函数和约束条件，提出了改进的蚁群算法来解决云制造的优化调度问题，用实例和其他算法进行比较来验证蚁群算法的实用性和高效性。
　　最后，从企业制造车间角度提出了在云制造环境下的柔性作业车间调度产生的新问题，即在加入了云制造这一元素后，传统的车间调度任务发生了改变，使得原来的设备能力变成了离散型设备能力区间。针对这一问题，提出了启发式-蚁群算法，采用分层的方法，用蚁群算法对工序进行选择，用启发式规则对机器进行选择。最后用实例和其他算法比较来验证本文算法的优越性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．1．1 课题的来源

1．1．2 课题研究背景及意义

1．2 国内外的研究现状

1．2．1 云制造理论研究现状

1．2．2 云制造资源的优化配置方法研究现状

1．2．3 云制造环境下车间调度算法的研究现状

1．2．4 相关待深入研究的问题

1．3 主要的研究内容和结构

1．3．1 研究思路和内容

1．3．1 本文结构

第2章 云制造资源信息和资源虚拟化

2．1 云制造的分类及特征

2．1．1 云制造的资源分类

2．1．2 云制造的特征

2．2 云制造资源虚拟化研究

2．2．1 云制造资源虚拟化框架

2．2．2 云制造设备资源形式化描述

2．3 云制造结构模型

2．4 本章小结

第3章 云制造资源调度

3．1 云制造资源调度的数学模型

3．1．1 目标函数

3．1．2 约束条件

3．2 蚁群求解算法设计

3．2．1 状态转移规则和信息素更新

3．2．2 求解过程

3．3 仿真实验

3．4 本章小结

第4章 云制造环境下柔性车间调度

4．1 引言

4．2 云制造环境下柔性作业车间调度问题的特点

4．3 云制造环境下的柔性作业车间问题描述

4．3．1 问题分析

4．3．2 问题数学模型

4．4 求解问题的算法设计

4．4．1 机器选择

4．4．2 工序选择

4．4．3 算法步骤

4．5 仿真实验结果

4．6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢