不确定环境下Job Shop制造车间重调度策略研究

摘要

现代制造模式下，车间生产过程经常面临各种不确定生产扰动，致使原调度方案有效性降低，易造成在制品库存上升、产品完工延迟等问题。重调度作为应对生产扰动的有效手段，能够修正原调度或重新生成调度方案，保证生产系统的稳定。因此，重调度研究对车间生产过程优化控制具有重要的理论和实际意义。本文针对制造车间重调度触发及优化问题，提出了不确定环境下的Job Shop制造车间重调度策略。
　　首先，对Job Shop制造车间的不确定生产扰动进行描述，依据扰动影响不同进行分类;定义最晚完工时间以表征扰动后生产完工时间可接受的最大偏移，提出了基于最晚完工时间的混合重调度驱动机制，避免频繁重调度而引发生产系统的振荡。
　　其次，通过分析比较右移、局部和全局重调度方式，确定右移和全局重调度相结合的重调度优化方法，其中全局重调度是根据生产扰动类型进行调度资源集的重设，然后利用改进的非支配排序遗传算法生成重调度方案，算法的改进措施是采用随机生成与最优选择策略相结合的方法生成初始种群，以提高解的质量。
　　最后，针对重调度方案的甄选问题，建立了一种基于改进TOPSIS的重调度决策方法，以可选调度方案集为研究对象，通过重调度决策指标量化描述方案性能，基于Kullback-Leibler距离和灰色关联度确定方案的偏序关系，实现最优重调度方案的选取。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 Job Shop制造车间重调度问题

1．2．1 车间调度问题的分类

1．2．2 车间重调度问题的产生

1．2．3 车间重调度概念及特征

1．3 制造车间重调度研究现状

1．3．1 不确定扰动分析

1．3．2 重调度驱动机制

1．3．3 重调度方法

1．3．4 重调度性能评价

1．4 论文研究主要内容和结构

1．4．1 论文研究的主要内容

1．4．2 论文体系结构

第二章 Job Shop制造车间重调度驱动机制研究

2．1 引言

2．2 制造车间不确定生产扰动描述及分类

2．2．1 制造车间不确定生产扰动的描述

2．2．2 制造车间不确定生产扰动的分类

2．3 重调度驱动机制

2．3．1 最晚完工时间

2．3．2 基于最晚完工时间的混合重调度驱动机制

第三章 Job Shop制造车间重调度优化方法研究

3．1 引言

3．2 Job Shop制造车间调度模型

3．2．1 车间调度问题描述及结果表达

3．2．2 车间调度优化目标

3．2．3 车间调度数学模型

3．3 Job Shop制造车间调度资源集的构建及重调度操作

3．3．1 Job Shop制造车间调度资源集

3．3．2 面向扰动的调度资源集重调度操作

3．4 改进的NSGA-Ⅱ

3．4．1 编码及解码方式

3．4．2 初始种群方法

3．4．3 选择操作

3．4．4 交叉操作

3．4．5 变异操作

3．4．6 算法流程

3．4．7 仿真验证

第四章 Job Shop制造车间重调度决策方法研究

4．1 引言

4．2 Job Shop制造车间重调度决策模型

4．2．1 重调度决策对象

4．2．2 重调度决策指标

4．2．3 决策指标赋权

4．3 基于改进TOPSIS的重调度决策方法

4．3．1 TOPSIS方法原理介绍

4．3．2 TOPSIS的改进及决策方法流程

4．4 基于改进TOPSIS的重调度决策方法仿真验证

4．4．1 基准实例测试

4．4．2 改进TOPSIS性能分析

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况