面向不确定事件的生产调度干扰管理方法研究

摘要

在加工企业的生产过程中，初始生产调度(Production Scheduling)方案由于不确定事件的突然发生导致该方案不再最优，甚至不再可行，以致影响整个生产调度过程的后续执行。如何生成不确定事件结束后的调度恢复方案，降低不确定事件对生产调度系统造成的影响已经成为生产调度问题的核心内容。在企业的生产实际中，制定调整方案时应考虑多种因素，如恢复时间、恢复成本等，但是目前解决该类问题的方法往往在考虑成本因素的前提下制定调整方案，使得产生的新方案无法真正满足企业的实际需求。针对此种情况，本文利用干扰管理方法对不确定事件进行有效度量，在考虑多种因素的前提下分别对受客观不确定事件影响和受主客观不确定事件影响的生产调度受扰问题的模型和求解方法进行了研究和探讨，其主要内容如下:
　　(1)提出了一种不确定事件度量的新方法。针对现有干扰管理方法的扰动度量手段单一且难以全面度量生产调度系统扰动这一情况，本文通过对企业的实际需求进行分析，从企业客户、企业管理者和车间工人三个行为主体角度对不确定事件进行分析，将前景理论与模糊理论有机结合，在行为主体的价值函数基础上构建模糊处理后的不满意隶属函数，从而形成了一种从行为主体角度度量不确定事件的新度量方法，丰富和完善了现有的干扰管理度量手段。
　　(2)建立了受不确定事件影响的生产调度干扰管理模型。针对车间中机器间的耦合度不同，将生产调度受扰问题简化为多个单机调度问题或作业车间调度问题，并根据不确定事件的性质不同，采用不同的度量方法，分别建立了客观不确定事件和主客观混合不确定事件影响的生产调度干扰管理模型，为获得受扰动影响最小的调整方案奠定必要的理论基础。
　　(3)针对生产调度干扰管理模型求解的需求特点，提出了一种改进的多目标粒子群优化算法对模型进行求解。为了应对生产调度干扰管理实时求解的需要，采用惯性权重调整策略加快算法的求解速度;为了提高生产调度干扰管理模型对求解精度的要求，采用最优解更新策略、最优个体变异策略等方法来保持种群的多样性，从而获得分布范围较广的最优解，避免搜索早熟。实验表明，本文算法可以较好的满足生产调度干扰管理模型的求解需求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外相关研究概述

1．2．1 不确定生产调度问题的研究现状

1．2．2 干扰管理的研究进展

1．2．3 国内外相关研究小结

1．3 本文研究内容与篇章结构

1．3．1 研究内容

1．3．2 篇章结构

2 生产调度不确定事件界定及干扰管理决策过程分析

2．1 引言

2．2 不确定事件及研究范围的界定

2．2．1 不确定事件界定

2．2．2 研究范围界定

2．3 干扰管理决策过程分析

2．3．1 干扰管理定义及其研究框架

2．3．2 干扰管理模型表示

2．3．3 度量函数选择及构建分析

2．4 本章小结

3 面向客观不确定事件的生产调度干扰管理模型研究

3．1 引言

3．2 客观不确定事件的度量

3．3 面向客观不确定事件的SMSP研究

3．3．1 SMSP的常用性能指标

3．3．2 SMSP的初始模型

3．3．3 SMSP的干扰管理模型

3．4 面向客观不确定事件的JSP研究

3．4．1 JSP的常用性能指标

3．4．2 JSP的初始模型

3．4．3 JSP的干扰管理模型

3．5 算例

3．6 本章小结

4 面向主客观混合不确定事件的生产调度干扰管理模型研究

4．1 引言

4．2 主观不确定事件的度量

4．2．1 不同主体行为的度量

4．2．2 价值函数的建立

4．2．3 不满意隶属函数的确定

4．2．4 度量函数的构建

4．3 面向主客观混合不确定事件的生产调度问题研究

4．3．1 面向主客观混合不确定事件的SMSP干扰管理模型构建

4．3．2 面向主客观混合不确定事件的JSP干扰管理模型构建

4．4 算例

4．5 本章小结

5 基于改进粒子群优化算法的生产调度干扰管理模型求解方法研究

5．1 引言

5．2 生产调度干扰管理模型求解特点

5．3 生产调度干扰管理模型的求解实现

5．3．1 PSO算法基本原理

5．3．2 实时求解的实现

5．3．3 解多样性的实现

5．3．4 MOIPSO算法的流程及处理步骤

5．4 算法性能分析

5．5 本章小结

6 实例验证

6．1 引言

6．2 公司简介

6．3 数据提取

6．4 初始方案的生成

6．5 调整方案选择及结果分析

6．6 本章小结

结论

创新点摘要

参考文献

附录A FT类问题

附录B LA类问题

附录C ABZ类问题

附录D ORB类问题

攻读博士学位期间发表学术论文情况

致谢

作者简介