共享制造环境下平行机调度新模型及其优化算法

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本文研究共享制造环境下受到机器加工集合限制的平行机调度问题。在实际的加工环境中,每个机器的加工特征都存在差异,因此对于每个工件而言能对其进行加工的机器是有限的,限定的机器集合被称为机器加工集合。在共享制造环境下,依托现代信息技术,制造企业与其他企业形成生产制造合作联盟,通过共享订单、生产资源和制造能力等方式,充分调用制造资源,提高了资源的利用率,推动制造业的高质量发展,加快了制造业的转型升级。在此背景下,本文讨论了带机器加工集合限制的平行机调度问题,通过建立数学模型对问题进行求解,给出了相应的算法,对我国制造业产能共享提供了一定的理论研究和现实应用价值。本文首先阐述了共享调度问题的研究背景和意义,以及相关问题的国内外研究现状。其次,本文提出了带机器加工集合限制的共享制造平行机调度模型。在该模型下,企业收到一个订单,由于订单的生产效益是确定的,为了降低生产成本获得更大的利润,需要考虑将订单分配给自己的工厂加工,还是共享给战略联盟内部其他企业进行加工。当工件在收到订单的企业内部即机器加工集合进行加工时,会占用企业本身的制造资源。当工件在联盟内部其他企业加工时,需要支付额外的共享订单费用从而使用其他企业的生产资源完成订单,获得订单收益。为了提高资源的社会化利用效率,对闲置的资源进行再利用,推动制造业供给侧改革,模型的求解目标为极小化制造期和总额外共享成本。本文证明了该问题是一个NP难问题,并开发设计了一个FPTAS算法。接着在带机器加工集合限制的共享制造平行机调度模型里引入了工件到达时间约束。随着订单的动态到达,企业需要能够及时有效的调整调度方案,以适应新的生产需要。本文证明了该问题的NP难性,并给出了一个FPTAS算法。
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