實際復(fù)雜生產(chǎn)調(diào)度問題的新模型與算法研究.pdf

1、改革開放三十余年來，制造業(yè)已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。在制造業(yè)中，生產(chǎn)管理是提升企業(yè)運(yùn)營效率、降低生產(chǎn)成本、提高收益的最重要的一環(huán)。隨著生產(chǎn)管理信息化建設(shè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，促使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到較大的發(fā)展。而生產(chǎn)調(diào)度應(yīng)該屬于眾多生產(chǎn)管理系統(tǒng)最核心的功能，因為它可以在不增加企業(yè)生產(chǎn)資源的情況下，通過最大限度發(fā)揮當(dāng)前資源能力的方式改善企業(yè)的生產(chǎn)效率，合理分配生產(chǎn)資源，提高機(jī)器利用率，縮減生產(chǎn)周期，降低在制品庫存，

2、減少損耗，從而提高企業(yè)收益。但目前的眾多生產(chǎn)管理系統(tǒng)（或生產(chǎn)管理模塊）都欠缺更加詳細(xì)的生產(chǎn)排程系統(tǒng)，無法在車間作業(yè)層面提供具體的、優(yōu)化的作業(yè)計劃，這使得生產(chǎn)調(diào)度成為目前生產(chǎn)管理中最為重要也最亟待解決的一個瓶頸問題。
　　 自20世紀(jì)50年代開始，學(xué)術(shù)界已廣泛研究了各類生產(chǎn)調(diào)度問題，并已取得了諸多成果，但理論研究成果與實際應(yīng)用仍存在巨大的差距，如何將經(jīng)典調(diào)度理論與實際的生產(chǎn)調(diào)度問題相結(jié)合，提高企業(yè)實際的生產(chǎn)效率，在有限時間內(nèi)為企業(yè)

3、的生產(chǎn)排程提供穩(wěn)定、優(yōu)化、高效的解決方案是近年來研究人員和企業(yè)界共同關(guān)注的問題。本文從企業(yè)的實際生產(chǎn)調(diào)度問題出發(fā)，主要研究了基于流水線的允許工序跳躍的生產(chǎn)調(diào)度問題，擁有多種加工約束的異速并行機(jī)調(diào)度問題和允許工序跳躍的柔性流水線調(diào)度問題，設(shè)計了一種加速計算完工時間的改進(jìn)方法，提出了多種富有針對性的局部搜索策略和局部搜索算法，具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)針對某大型鋼鐵制品加工車間中獨特的生產(chǎn)模式，首先闡述了基于流水線調(diào)度問題的研

4、究背景，指出了該問題的特殊類別與標(biāo)識;然后，分別研究了流水線調(diào)度問題的最大完工時間問題和帶加工準(zhǔn)備時間的總加權(quán)完工時間問題，分別描述了兩個問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，定義了其假設(shè)條件與數(shù)學(xué)表示符號，首次提出了兩個問題基于調(diào)度次序的數(shù)學(xué)模型，提出了一種利用已知信息計算完工時間的改進(jìn)方法，可顯著提高計算速度，分析了原有算法的不合理性，并據(jù)此分別為兩個問題提出了相應(yīng)的局部搜索算法，并在搜索策略方面進(jìn)行諸多討論，通過多組合的實驗數(shù)據(jù)證明兩個算法的求解

5、效果皆優(yōu)于已知算法，其大規(guī)模問題的求解時間也可保證其在實際生產(chǎn)中成功應(yīng)用，求解思路和獨特的局部搜索策略對同類基于流水線的允許工序跳躍的調(diào)度問題具有一定啟示作用。
　　 (2)針對某汽車零部件加工車間內(nèi)新老設(shè)備并行運(yùn)行的情況，研究了帶有設(shè)備集約束和加工準(zhǔn)備時間的異速并行機(jī)調(diào)度問題，總結(jié)了該類問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，詳細(xì)說明了該類問題的問題假設(shè)、數(shù)學(xué)表示符號和基于機(jī)器安排與調(diào)度次序的數(shù)學(xué)模型，比較分析了此類問題目前在實際生產(chǎn)中的常用算

6、法，設(shè)計了5種局部搜索策略，并據(jù)此提出了一種針對此類問題的新局部搜索算法，通過實驗與已知算法比較分析得證新算法的求解質(zhì)量全部優(yōu)于已知的同類算法，大規(guī)模問題的求解時間也符合實際生產(chǎn)調(diào)度的需要，其算法思路和局部搜索策略對多階段的同類問題具有一定指導(dǎo)意義。
　　 (3)研究了更為通用的柔性流水線調(diào)度問題，它結(jié)合了以上兩類問題，是前兩者更為一般的問題形式，首先明確了該類問題的定義，總結(jié)了其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了該問題的假設(shè)條件、數(shù)學(xué)符號