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柔性路径下基于混合粒子群算法的跨单元调度方法

作　者: 季少梅
导　师: 李冬妮
学　校: 北京理工大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 单元制造跨单元柔性路径车间调度混合粒子群算法
分类号: TH165
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

跨单元调度是在单元制造的基础上发展起来的,通常在单元制造系统中包含两个或多个生产单元。在实际生产过程中,由于单元内生产工艺的局限性,存在某些零件需要两个或多个单元相互协作才能加工完成的情况,本文将那些需要跨单元生产的零件称为异常零件。并根据生产调度的实际情况,对存在柔性路径的跨单元调度问题进行了研究与实现。本文首先介绍了单元制造系统和跨单元调度问题,并且通过分析单元调度问题国内外研究现状,提出了本文研究的重点柔性路径下的跨单元调度问题。然后对柔性路径下的跨单元调度问题进行分析和建模,与目前研究的跨单元调度问题相比,本文提出了异常零件在跨单元生产时存在多条工艺路线,从而产生了路径选择的问题,本文针对跨单元调度问题中柔性路径进行了描述。接下来本文详细介绍了基于禁忌搜索的混合粒子群调度算法,介绍了用混合粒子群算法求解该调度问题的原因,并提出了通过关键路径来求解禁忌搜索中的邻域解。通过仿真实验比较混合粒子群算法和基本粒子群算法在求解该调度问题时的最优值偏差率、CPU时间和机器负载,实验结果表明混合粒子群算法能够有效的解决柔性路径下的跨单元调度问题,与基本粒子群算法相比,效率显著提高。最后,介绍了车间智能排产系统软件的开发,详细介绍了该系统中的分厂月计划设置模块的功能及详细设计方案。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题背景  10
  1.2 单元制造系统描述  10-11
  1.3 跨单元调度问题的研究  11-16
    1.3.1 调度问题描述  11-12
    1.3.2 调度方法介绍  12-14
    1.3.3 跨单元调度问题描述  14
    1.3.4 国内外研究现状  14-16
  1.4 课题来源及研究内容  16-17
    1.4.1 课题来源  16
    1.4.2 研究内容  16-17
  1.5 论文的结构  17
  1.6 本章小结  17-18
第2章跨单元调度问题的分析与建模  18-24
  2.1 柔性路径下跨单元调度问题描述  18-19
  2.2 柔性路径下跨单元调度问题模型  19-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章混合粒子群调度算法的设计与实现  24-41
  3.1 粒子群优化算法  24-27
    3.1.1 粒子群优化算法描述  24-25
    3.1.2 粒子群优化算法流程  25-26
    3.1.3 粒子群优化算法参数分析  26-27
  3.2 禁忌搜索算法  27-30
    3.2.1 禁忌搜索算法的基本思想  27-28
    3.2.2 禁忌搜索算法的构成  28-30
  3.3 柔性路径下跨单元转移工件的混合粒子群算法  30-37
    3.3.1 粒子的编码机制  31-33
    3.3.2 粒子的解码机制  33
    3.3.3 交叉操作  33-34
    3.3.4 变异操作  34
    3.3.5 适应度函数  34-35
    3.3.6 邻域移动  35-36
    3.3.7 粒子群初始解  36-37
    3.3.8 混合粒子群的算法步骤  37
  3.4 算法的详细设计  37-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章算法仿真  41-46
  4.1 算法仿真  41-44
  4.2 本章小结  44-46
第5章系统设计  46-57
  5.1 系统概况  46
  5.2 系统的模块及功能  46-47
  5.3 系统的网络结构  47-48
  5.4 分厂月排产设置模块介绍  48-52
  5.5 分厂月排产设置模块详细设计  52-56
  5.6 本章小结  56-57
结论  57-59
  研究总结  57
  研究展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62

柔性路径下基于混合粒子群算法的跨单元调度方法

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