面向低碳制造的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成優(yōu)化.pdf

1、隨著全球氣候變暖，環(huán)境問題在全球范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注，而低碳制造作為一種可持續(xù)制造理念，能有效地減少溫室氣體排放、緩解氣候變化；工藝規(guī)劃和車間調(diào)度是兩個影響制造過程碳排放的重要環(huán)節(jié)，因此，研究面向低碳的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度優(yōu)化對降低制造過程碳排放具有重要理論與實際意義。從已有的低碳研究可發(fā)現(xiàn)，面向低碳的工藝規(guī)劃和車間調(diào)度往往被作為兩個相互獨立的系統(tǒng)分開進(jìn)行研究,普遍是在工藝規(guī)劃方案制定之后再來實現(xiàn)車間調(diào)度優(yōu)化，缺乏將工藝規(guī)劃與車間調(diào)度之間互

2、相影響、互相沖突的機(jī)制協(xié)調(diào)處理，因此，本文進(jìn)行了面向低碳的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成優(yōu)化。
　　首先詳細(xì)研究制造過程的碳排放組成，分析工藝規(guī)劃與車間調(diào)度分別對制造過程各碳排放的影響，并探索工藝規(guī)劃與車間調(diào)度對各碳排放的影響機(jī)理。在此基礎(chǔ)上為進(jìn)一步減小制造過程碳排放，彌補(bǔ)將工藝規(guī)劃與車間調(diào)度分開優(yōu)化碳排放時忽略了工藝規(guī)劃方案中加工方法和工藝路線對調(diào)度階段各工序加工機(jī)床分配方案、搬運距離以及工件加工順序的影響，提出一個同時優(yōu)化工件各特征加

3、工方法、工藝路線、工件加工順序以及各工序的機(jī)床分配，以實現(xiàn)制造過程碳排放和最大完工時間最小的多目標(biāo)集成優(yōu)化模型。
　　接著，針對工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成多目標(biāo)優(yōu)化問題需要同時優(yōu)化工件的加工方法、工藝路線、工件順序以及工序機(jī)床分配，涉及的優(yōu)化參數(shù)較多，且優(yōu)化參數(shù)間相互影響，
　　前后不能獨立存在。如其中加工方法改變時，候選機(jī)床類型也會改變，工序機(jī)床分配也必然會改變；故提出了一種四段式編碼方法，并設(shè)計了第二代非支配排序遺傳算法(N

4、on-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II, NSGA-II)來實現(xiàn)模型求解。
　　然后，根據(jù)提出的工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成低碳優(yōu)化模型選取了三個工件進(jìn)行實例分析，并使用四段式編碼的NSGA-II算法求解。結(jié)合實際實驗數(shù)據(jù)，通過與先單獨優(yōu)化工藝規(guī)劃，再進(jìn)行車間調(diào)度的結(jié)果比較，得出了若干結(jié)論，并且驗證了工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成低碳優(yōu)化模型的有效性。
　　最后，總結(jié)全文工作，分析提出了研究的不