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

1、改革開放三十余年來(lái)，制造業(yè)已成為我國(guó)國(guó)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(yíng)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?yàn)樗梢栽诓辉黾悠髽I(yè)生產(chǎn)資源的情況下，通過(guò)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(kù)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(wú)法在車間作業(yè)層面提供具體的、優(yōu)化的作業(yè)計(jì)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(gè)瓶頸問(wèn)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(wèn)題，并已取得了諸多成果，但理論研究成果與實(shí)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(shí)際的生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題相結(jié)合，提高企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)效率，在有限時(shí)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(lái)研究人員和企業(yè)界共同關(guān)注的問(wèn)題。本文從企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)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(wèn)題，擁有多種加工約束的異速并行機(jī)調(diào)度問(wèn)題和允許工序跳躍的柔性流水線調(diào)度問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種加速計(jì)算完工時(shí)間的改進(jìn)方法，提出了多種富有針對(duì)性的局部搜索策略和局部搜索算法，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)針對(duì)某大型鋼鐵制品加工車間中獨(dú)特的生產(chǎn)模式，首先闡述了基于流水線調(diào)度問(wèn)題的研

4、究背景，指出了該問(wèn)題的特殊類別與標(biāo)識(shí);然后，分別研究了流水線調(diào)度問(wèn)題的最大完工時(shí)間問(wèn)題和帶加工準(zhǔn)備時(shí)間的總加權(quán)完工時(shí)間問(wèn)題，分別描述了兩個(gè)問(wèn)題的國(guó)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(hào)，首次提出了兩個(gè)問(wèn)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(jì)算完工時(shí)間的改進(jìn)方法，可顯著提高計(jì)算速度，分析了原有算法的不合理性，并據(jù)此分別為兩個(gè)問(wèn)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(guò)多組合的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明兩個(gè)算法的求解

5、效果皆優(yōu)于已知算法，其大規(guī)模問(wèn)題的求解時(shí)間也可保證其在實(shí)際生產(chǎn)中成功應(yīng)用，求解思路和獨(dú)特的局部搜索策略對(duì)同類基于流水線的允許工序跳躍的調(diào)度問(wèn)題具有一定啟示作用。
　　 (2)針對(duì)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(shí)間的異速并行機(jī)調(diào)度問(wèn)題，總結(jié)了該類問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，詳細(xì)說(shuō)明了該類問(wèn)題的問(wèn)題假設(shè)、數(shù)學(xué)表示符號(hào)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(wèn)題目前在實(shí)際生產(chǎn)中的常用算

6、法，設(shè)計(jì)了5種局部搜索策略，并據(jù)此提出了一種針對(duì)此類問(wèn)題的新局部搜索算法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與已知算法比較分析得證新算法的求解質(zhì)量全部?jī)?yōu)于已知的同類算法，大規(guī)模問(wèn)題的求解時(shí)間也符合實(shí)際生產(chǎn)調(diào)度的需要，其算法思路和局部搜索策略對(duì)多階段的同類問(wèn)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(wèn)題，它結(jié)合了以上兩類問(wèn)題，是前兩者更為一般的問(wèn)題形式，首先明確了該類問(wèn)題的定義，總結(jié)了其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了該問(wèn)題的假設(shè)條件、數(shù)學(xué)符號(hào)