基于离散人工蜂群算法的零空闲/分布式置换流水车间调度方法研究

摘要

多品种、小批量生产方式促进了分布式制造的产生。它可以充分地利用分布在各地的企业或工厂的资源，以更低成本快速生产。分布式置换流水车间调度问题属于分布式制造，它主要研究工件在工厂间的分配方式和确定工件在工厂内的加工顺序，来实现某个调度优化目标的最优。在理论上，分布式置换流水车间调度问题也属于NP-hard问题，求解困难，在实际生产中，解决该问题可以降低成本，提高效率。因此，分布式置换流水车间调度问题的研究具有重要意义。 首先，指出了本文的研究背景和意义，综述了置换流水车间调度问题、零空闲/分布式置换流水车间调度问题和人工蜂群算法的国内外研究现状。 接着，对基本人工蜂群算法的原理、特点和流程等方面进行了简单的分析。其次，在介绍置换流水车间调度问题的基础上，进一步研究了分布式置换流 水车间调度问题，以最小化最大完工时间为目标，建立了新的数学模型，并给出了求最大完工时间的方法。为了解决该问题，本文提出了一种离散人工蜂群算法。该方法主要是对引领蜂、跟随蜂和侦察蜂三个阶段的局部搜索方式进行改进。在引领蜂阶段，在已有解空间内，随机选取工厂外部插入、工厂外部交换和工厂内部交换中一种，进行邻域搜索产生新解。在跟随蜂阶段，利用基于关键工厂的局部搜索策略对解进行改进，增强局部搜索能力。在侦察蜂阶段，依次使用在引领蜂阶段中的三种操作方式。除此之外，还设计了一种基于变邻域下降搜索的方式。 最后，进一步研究了零空闲分布式置换流水车间调度问题，以最小化最大完工时间为目标，建立了新的数学模型，并给出了求最大完工时间的方法。在所提算法基础上对跟随蜂阶段的跟随方式做了改进。利用小规模算例和大规模算例进行仿真，验证了所提算法的有效性。

目录

第一个书签之前