带有限缓冲区的可跳跃工序混合流水车间调度研究

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生产调度是制造业生产管理的重要环节,是企业缩短生产周期,提高生产效率,降低生产成本的有效途径之一,一直以来都是生产管理领域研究的热点。带有限缓冲区的可跳跃工序混合流水车间调度问题(hybrid flow shop scheduling problem,HFSP)作为传统流水车间调度问题(flow shop scheduling problem,FSP)的拓展,它与传统HFSP有着本质的区别,现已存在于实际生产中,具有重要的研究价值。论文以W公司的机床零部件生产为背景,分别建立了带有限缓冲区的可跳跃工序HFSP的单目标优化模型和多目标优化模型,然后为此设计了一种模型求解的改进布谷鸟算法,最后应用QUEST软件依次对模型求解产生的方案的可靠性进行验证。本文的主要研究内容如下:(1)简要说明了本文的研究背景及研究意义,并对传统HFSP以及可跳跃工序HFSP两者的国内外研究现状进行了归纳总结。(2)阐述了车间调度问题的主要特点及常用性能指标,然后对传统HFSP以及带有限缓冲区的可跳跃工序HFSP进行了简要描述,最后分析了工序跳跃和缓冲区有限两者对调度优化结果产生的影响。(3)针对带有限缓冲区的可跳跃工序HFSP,构建了以最大完工时间为性能指标的单目标调度模型。然后,简要阐述标准布谷鸟算法的特点和基本原理,并在其基础上结合局部迭代搜索算法,引入自适应步长因子和高斯变异策略,提出了一种改进布谷鸟算法优化此模型。最后通过对W公司案例分析表明了所建模型的可行性和算法的有效性。(4)阐述了多目标优化问题的两种求解方法,并由此建立了包含最大完工时间、总流程时间和总拖期成本三个目标的带有限缓冲区的可跳跃工序HFSP的多目标调度模型,然后运用前文的改进布谷鸟算法优化此模型,最后通过一个案例分析表明了所建模型的可靠性和算法改进策略的有效性。(5)运用QUEST仿真软件分别建立最优调度方案(包括布谷鸟算法改进前后求解所得的单目标的最优方案和多目标的最优方案)的仿真模型,并依次进行仿真分析,然后通过比较各方案中机器的空闲时间和利用率数据,进一步表明本文算法设计的有效性。
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