考虑急件扰动的作业车间重调度问题研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyj3221
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生产调度系统是智能工厂制造系统平稳有序运行的“神经中枢”,但面对市场和客户需求的快速变化,如何有效解决急件干扰下的车间重调度问题是一大难点。不合理的重调度方案不仅会增加工厂的生产成本,还可能延误原始工件和急件的交付,从而影响企业营收。而现有的重调度策略和方法,一方面很难应对多个急件到达下的插单生产需求,往往会造成大量急件的延期交付;另一方面许多研究以最小化最大完工时间(makespan)为优化目标,忽略了智能工厂准时制生产的需求,因此获得的最优重调度方案可能不具备现实参考意义;同时针对不同场景下的重调度问题研究存在一定的局限性,目前尚未有研究考虑特殊生产场景下的重调度问题的文献。基于此,本文主要针对以下三个部分的内容展开进一步的研究。首先,针对多个急件的扰动,采用基于匹配的方法,设计新的混合重调度策略,同时提出混合遗传禁忌搜索算法进行求解。在种群初始化阶段,采用基于贪婪的混合启发式算法获得更高质量的初始解;在遗传算法变异阶段,提出基于自适应的变异算子选择算法,更好地平衡各变异算子的搜索能力;同时改进经典N5领域结构提高算法的局部搜索能力。数值试验结果验证了混合重调度策略和算法的可行性和有效性,并表明急件插单时间发生的越早,混合重调度策略和求解算法的优越性越突出。其次,根据智能工厂准时制生产的要求,构建了以加权提前/延期完工惩罚成本和原始工件重调度前后开工时间偏差为目标的混合整数非线性规划模型,使其更符合实际生产情况。同时提出基于个体的混合禁忌变邻域搜索算法进行求解,在序列解初始化阶段,优先考虑机器加工连续性,采用基于交货期的种群初始化算法以获得更好的主动调度初始解;在改进算法搜索阶段,采用基于概率的方法集成两种互补的局部搜索方法(即变邻域搜索算法和禁忌搜索算法),以平衡搜索邻域的多样性和搜索邻域空间的稳定性;同时采用基于自适应的邻域扰动算子选择算法,并引入基于紧前/紧后工序的改进N5邻域结构以及基于松弛的邻域搜索结构,提高了混合算法搜索效率和搜索质量。获得的最优调度方案为解决面向准时制生产的重调度问题提供了一定的参考。最后,研究可重构制造环境下的急件插单重调度优化问题。以最小化最大完工时间、提前/延期完工惩罚成本以及重调度前后原始工件开始加工时间偏差为优化目标,建立考虑可重构的作业车间重调度混合整数规划模型。在此基础上,引入混合算法求解该问题,并提出了基于分组搜索的启发式算法构造高质量的初始解,提高了混合算法的求解效率和求解质量。同时提出基于竞争的邻域搜索策略以及基于概率选择的改进交换邻域结构。所提模型和算法为解决考虑可重构的作业车间重调度研究提供了一种求解思路。
其他文献
CFRP/铝合金沉头螺栓连接结构广泛应用于飞机制造装配工业中,沉头锪窝圆角半径是重要的几何参数,锪窝制孔过程也是CFRP重要的加工步骤,会显著影响结构件的连接强度相关。此外,本文针对主翼梁根部的沉头螺栓群钉连接结构也进行了几何参数研究。工作如下:(1)采用Hashin-Puck-Hou组合失效判据,建立材料连续退化模型,在ABAQUS软件中建立单钉单剪的CFRP/铝合金沉头螺栓连接结构有限元模型,
学位
在高架桥梁下表面,隧道内部,大型工业厂房等环境中,采用空中机器人进行定期巡检是一种经济、高效的设施管理手段。然而,由于上述环境中一般不具备全球定位系统(GPS),以机载传感器为基础的自主导航系统鲁棒性能仍无法满足实际应用的需求,且明显的增加了机器人自身的体积与质量,从而大幅减低其续航能力与运动敏捷特性。基于此,构建适应性良好的地面观测平台,使用地面机器人实现无人机状态估计,可有效提高鲁棒性。本文搭
学位
随着国际航空运输市场竞争日趋激烈,舒适性已成为高端运载装备设计的关键指标。飞机舱室的振动相对于船舶、车辆具有高频能量幅值较大的特性,其对舒适性的影响机制尚不清晰。本论文拟通过客观测量和主观评价实验研究,揭示飞机舱室振动对舒适性的影响规律,构建主客观融合的振动不舒适度量化评价模型,为我国大型客机舱室环境的振动设计,以及适航标准中相关内容的制定提供理论基础与技术支撑。首先,招募12名受试者,通过主观评
学位
中国在长期以来通过吸引和利用外资,并通过技术外溢等方式来提升中国经济质量的发展。但随着2020年新型冠状病毒的爆发,全球经济不确定性上升,以及中国经济政策不确定性的增加,全球资本纷纷回流本国,企业对外直接投资也变得更加谨慎。根据科尔尼咨询公司的投资报告显示,近些年中国对外商投资的吸引力排名在下滑,中国的外商直接投资信心指数(FDICI)已经从2017年的第三位下降到了现在的第十二位。2008年的美
学位
中国的出口贸易中,使用空运运输的占比越来越高,2000年,中国的航空贸易仅占中国以外国家出口值的9.35%,到了2014年,占比已经达到了18.6%。15年之内,航空货运的占比翻了一倍。现如今生产结构和价值链都已经日益国际化,消费者对于时间的敏感性越来越高,商品在运输过程中耽搁一天所消耗的成本称为时间价值,以等价关税形式衡量。据估计,货物在运输过程中的每一天相当于0.6%至2.1%的从价关税。高时
学位
随着全球经济的进一步发展,国际贸易在各个国家占据很大比例,各国不断利用国际贸易提高自己的经贸水平和国际地位,在此过程中,全球物流扮演着越来越关键的角色。中国自改革开放以来,经济得到了高速增长,对外贸易规模不断扩大,已成为全球最大的贸易国。但是,就当前我国各地区经济建设情况来看,内陆城市的对外开放程度远不及沿海城市,其中很大一部分原因是内陆城市不具备天然海港条件,在运输和市场方面都有较大的劣势,对外
学位
噪声污染作为世界四大污染之一,遍及生活各领域,包括道路交通噪声、工业噪声以及建筑施工噪声等,其中涉及工业噪声污染的投诉事件正在逐年增加。工业噪声不仅给区域附近居民的健康生活带来困扰,还会严重威胁暴露于高噪声环境中的工业企业人员的身心健康。因此,工业噪声的监测与治理已成为亟待解决的问题,是环境噪声监测领域的研究重点。现有工业噪声监测方法主要包括在噪声敏感点处布置测点和以波束形成算法为基础的传声器阵列
学位
在直升机飞行过程中,发动机、变速器、旋翼等部件运转产生的强噪声透过舱室壁板进入直升机内部,严重损害驾驶员及乘员的驾乘舒适性,干扰语音交流、降低工作效率。同时,直升机长时间暴露于高强度噪声环境中,易诱发关键部件疲劳破坏,对飞行安全产生重大威胁。然而,直升机噪声具有频率低、强度大、峰值分散等特征,难以通过传统的三明治板、阻尼夹层板等结构进行有效隔离,而近年来声学超材料的出现为解决这个问题提供了新的思路
学位
中欧班列是从中国开往欧洲的国际联运班列,为国际贸易商品提供了一个新的物流通道。中西部内陆城市的产品不需要运往沿海地区的口岸,反而通过成都、重庆、武汉这样的内陆城市出口到欧洲中东部。自2011年3月首趟中欧班列“渝新欧”开通正式运行后,中欧班列数量逐年提升,运输线路不断开辟,辐射范围稳步扩大,已经成为加深经济合作与发展的便利物流通道。在新冠疫情这样的特殊时期,中欧班列的表现更是格外出彩,有效发挥了其
学位
科技的创新与进步推动着世界发展,在竞争激烈的世界市场上,企业通过研发创新成果来抢占先机、领军市场。然而近年来,技术的创新发展进入瓶颈期(企业持续性的高额研发投入得不到技术创新回报),以高技术密集型行业最为显著。且行业市场的信息不对称,创新环境也越来不稳定。因此,从外部寻求可用资源,降低研发风险成为企业的首选。国际化企业逐渐开始寻求全方位的国际科技合作,尽快嵌入国际创新网路。然而,从2018年开始,
学位