遗传算法应用于车间调度的生产管理系统的研究与开发

摘要

目前，企业资源计划(ERP)已经越来越广泛的应用在制造业车间。如何提高 ERP 在生产管理中的实用性，真正把车间调度纳入其中，帮助企业科学的规划生产,已是摆在新一代制造业ERP开发者面前的重要问题。应石家庄五一七包装机械厂的要求，为了研究适合于中小型制造业车间的调度算法，并推动此类算法的改进和研究，本文将就如何在车间调度方面应用遗传算法做比较详细的探讨与研究。主要工作包括： (1)协助石家庄五一七包装机械厂建立科学的管理模式； (2)研究遗传算法在车间调度中的应用，建立车间调度模型； (3)模拟仿真算法，改进参数，验证可行性； (4)测试软件，完善软件功能。 本文在深入研究车间调度算法的基础上，为满足各类中小型制造业车间的需要，运用B/S与C/S相结合的系统结构，提出了基于遗传算法的车间调度模型及解决方案。石家庄五一七包装机械厂ERP系统由五个子系统构成：厂部管理子系统、生产车间管理子系统、库存管理子系统、客户管理子系统和财务管理子系统。厂部管理子系统和生产车间管理子系统是B/S模式下的管理信息系统，它们之间有着密切的联系，共同构成了石家庄五一七包装机械厂的生产管理系统。车间调度模块是C/S模式下的应用程序，位于生产车间管理子系统，是石家庄五一七包装机械厂的生产核心。 本文的研究成果在理论和实践上都具有一定意义。理论上，对生产管理中车间调度的研究有了新发现，使本文作者在将遗传算法应用到车间调度过程中对参数设置和方法选择的研究上有了长足的进步；实践上，使石家庄五一七包装机械厂的车间调度工作完成了由“传统”向“科学”的转变，有效降低了主观判断的失误率，使管理人员从全方位、多侧面、快速准确地获得调度结果，极大的节省了人力物力资源。 通过系统测试，管理者普遍认为该系统的用户界面友好，运行稳定，使用过程安全，大大提高了车间调度的有效性和准确性。由于本系统的设计开发是一个动态反馈和循环的过程，还需要在实际应用中不断修改与完善。

目录

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第一章绪论

1.1生产管理系统的基本理论问题

1.1.1工厂制造执行系统的含义

1.1.2工厂制造执行系统的功能

1.1.3工厂制造执行系统的典型结构

1.2企业资源规划(ERP)概述

1.3工厂制造执行系统(MES)与企业资源计划(ERP)

1.3.1 MES与ERP系统集成的优势

1.3.2 MES的前景

1.4建立基于MES与ERP的生产管理系统的构想

1.4.1生产管理困境原因分析

1.4.2建立科学的生产管理系统的对策

1.4.3基于车间调度模块的生产管理系统的构想

1.5本文的工作和意义

第二章基于遗传算法的车间调度模块的研究

2.1遗传算法的理论基础

2.1.1遗传算法

2.1.2遗传算法的基本流程

2.1.3遗传算法操作的设计

2.1.4遗传算法参数

2.1.5遗传操作

2.1.6算法终止条件

2.2车间调度问题与遗传算法

2.2.1车间调度问题

2.2.2标准车间调度问题的数学描述

2.3实际车间调度问题

2.3.1实际车间调度问题重述

2.3.2模型假设

2.3.3符号说明及初始数据表达

2.4计算机随机模拟

2.4.1仿真实验算法

2.4.2遗传算法模型的建立

2.5遗传算法模拟结果

2.5.1最优解情况

2.5.2一般解情况及数据分析

2.5.3计算机模拟所得数据分析

2.5.4算法比较和评估

第三章基于车间调度模块的生产管理系统分析与设计

3.1系统概述

3.1.1系统设计思想

3.1.2系统设计目标

3.2系统开发、运行环境及数据库设计

3.2.1系统软件开发和运行环境

3.2.2数据库设计

3.3系统体系结构

3.3.1系统信息流程图

3.3.2体系结构

3.4管理系统设计现状及问题分析

3.5厂部管理端子系统设计

3.5.1厂部管理端子系统设计目的

3.5.2厂部管理端子系统功能模块

3.6生产车间管理端子系统设计

3.6.1生产车间管理端子系统设计目的

3.6.2生产车间管理端子系统功能模块

第四章系统软件特点及关键技术研究

4.1系统软件特点

4.1.1借鉴人机接口技术

4.1.2采用C/S模式与B/S模式相结合的系统解决方案

4.1.3运用遗传算法理论使车间调度结果更加科学

4.1.4记录历史数据，为决策分析提供信息

4.1.5数据更新及时，实现动态实时监督

4.1.6侧重车间调度方法的研究

4.2系统使用的技术

4.2.1 Visual C++开发的DOS与MFC双环境下的车间调度模块

4.2.2.NET中加密和解密的实现方法

4.2.3利用ADO.NET技术访问数据库

4.2.4 uniqueidentifier类型的唯一标识别

第五章系统的具体实现及测试维护

5.1系统的具体实现

5.1.1厂部管理信息子系统的实现

5.1.2生产管理信息子系统的实现

5.1.3基于遗传算法的车间调度模块

5.2系统测试

5.2.1测试目的

5.2.2测试原则

5.2.3测试计划

5.3系统维护

5.3.1系统的可维护性

5.3.2系统维护的类型

5.3.3本系统的维护工作

5.3.4本系统的维护组织

第六章下一步工作及展望

6.1管理体系的完善

6.1.1宏观生产管理的调整

6.1.2车间生产管理的调整

6.2完善车间调度算法

6.2.1面向车间动态调度的免疫遗传算法

6.2.2拉格朗日分解理论的应用

6.3管理系统改进

6.3.1 Internet上“运行”C/S模式

6.3.2及时反馈被修改信息

6.4系统推广

结束语

参考文献

致谢

在学期间研究成果