考虑交货期的可重入混合流水车间调度研究

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对采用多品种小批量的制造型企业而言,合理的车间调度方案能大幅度提高企业生产效率、客户满意度并降低生产成本。混合流水车间(Hybrid Flow Shop,HFS)在流水车间的基础上,在所有或部分阶段引入多台可选择的并行机器,提高了车间的生产能力和柔性。当混合流水车间中存在可重入生产环节时,会导致制造过程更加复杂,生产负荷成倍增加,设备负载不均衡性增大等问题,这极大增加了混合流水车间生产调度的难度。同时,可重入混合流水车间(Re-entrant Hybrid Flow Shop,RHFS)作为一种典型的NP难问题,广泛存在于半导体制造、TFT-LCD面板生产过程、钢铁冶炼等核心产业中,因此该问题已成为工业界和学术界共同研究的热点。本文研究了考虑交货期的可重入混合流水车间生产调度问题。目前对于RHFS的调度研究,大多数只考虑一个调度目标,且以求解makespan为主。然而,在实际生产过程中,为满足客户的需求,及时交付的目标往往与生产成本、减少在制品库存等因素相冲突,故本文从交货期的角度出发并根据现实情况提出了一种可以同时提高用户满意度且不致库存积压的目标函数——加权提前和延迟交货时间,并基于这一目标和可重入混合流水车间的特性构建了以最小化完工时间、最小化工作负荷和最小化加权提前和延迟交货时间为目标的多目标整数规划模型。采用合适的算法对调度模型进行求解,是生产调度领域重要的研究方向。灰狼优化算法具有参数简单,收敛快的优点,然而其在运行过程中也会存在局部最优、稳定性差等缺点。本文通过将收敛因子由线性改为非线性、引入精英策略筛选头狼等方式改进灰狼优化算法并使用改进后的灰狼算法对问题进行求解。经算例分析验证表明,改进后的多目标灰狼优化算法提升算法扩大搜索范围的能力,避免陷入局部最优,并使局部最优与全局最优达到平衡。
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