基于遗传算法的车间作业调度问题研究

摘要

本文主要以遗传算法作为研究工具，对车间作业静、动态调度进行研究。提出了车间作业静、动态调度问题的框架，并建立了数学模型、确定了以工件最短生产周期为优化目标。介绍了遗传算法的基本概念、基本操作过程和遗传操作。针对具体案例确定了编码与解码方案，设计了算法的遗传算子以及相关参数，最后在MATLAB中进行二次开发实现静、动态调度问题案例分析，得出目标函数的最优值与其对应的最优调度方案。本文研究内容可概括为以下几个主要方面：
　　（1）给出静态调度问题具体案例，建立数学模型并确定目标函数，针对具体案例确定编码与解码方案，通过设计算法的遗传算子和相应的参数，最后通过MATLAB仿真软件优化出静态调度问题解最优值与最优调度方案，从而给出最佳调度策略。
　　（2）在静态调度案例分析的基础上，考虑基于随机工件的到达、机器故障、工件取消加工的动态事件对动态调度问题进行研究，建立了动态调度的数学模型以及确定了优化目标。通过确定了算法的编码与解码方案，提出了新的初始种群的产生方案、设计了算法的遗传算子等基本遗传操作方法。最后通过MATLAB仿真软件优化出最佳优化值与其相对应的最优调度方案。
　　（3）以上结果都是通过MATLAB实现的，最后在MATLAB中进行二次开发，优化出车间作业静、动态调度问题解的迭代曲线图与调度甘特图。

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第1章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2 课题研究目的及意义

1.3 国外研究现状

1.4 国内研究现状

1.5 遗传算法在车间作业调度中的研究

1.6 本文主要研究内容和组织结构

第2章 车间调度问题

2.1车间调度问题概述

2.2 车间调度问题的优化方法

2.3 车间调度问题的调度策略

2.4 本章小结

第3章 遗传算法理论及其实现过程

3.1 遗传算法的基本原理

3.2 遗传算法的基本步骤

3.3 遗传算法的基本操作过程

3.3遗传算法关键参数设计

3.4 遗传算法的特点

3.5本章小结

第4章 车间作业静态调度

4.1车间作业静态调度模型描述

4.2 车间作业静态调度的算法实现研究

4.3静态调度算例仿真验证

4.4 本章小结

第5章 车间作业动态调度

5.1问题描述

5.2数学模型

5.3算法实现研究

5.4随机工件案例分析

5.5机器故障、工件取消案例分析

5.6 MATLAB仿真软件的实现

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢