基于改進(jìn)遺傳算法的空間調(diào)度問題研究

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1、學(xué)校代碼：10289分類號(hào)：F423密級(jí)：公開基學(xué)號(hào)：092040012于改進(jìn)遺傳算江蘇科技大學(xué)法的空碩士學(xué)位論文間調(diào)度問題研基于改進(jìn)遺傳算法的空間調(diào)度問題研究究王景秋研究生姓名王景秋導(dǎo)師姓名馬少輝江申請(qǐng)學(xué)位類別管理學(xué)學(xué)位授予單位江蘇科技大學(xué)蘇科學(xué)科專業(yè)管理科學(xué)與工程論文提交日期2012年4月27號(hào)技大研究方向工業(yè)工程論文答辯日期2012年6月11號(hào)學(xué)答辯委員會(huì)主席蘇翔評(píng)閱人盲審盲審2012年6月14日分類號(hào)：F423密級(jí)：公開基學(xué)號(hào)：092040012于改進(jìn)遺傳算法的空管理學(xué)碩士學(xué)位論文間調(diào)度問題研基

2、于改進(jìn)遺傳算法的空間調(diào)度問題研究究王景秋江學(xué)生姓名王景秋蘇科技指導(dǎo)教師馬少輝副教授大學(xué)江蘇科技大學(xué)二O一二年六月2AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofManagementScienceTheResearchofSpatialSchedulingBasedonImprovedHybridGeneticAlgorithmSubmittedbyWangJingqiuSupervisedbyMaShaohuiAs

3、sociateProfessorJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune,2012江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：年月日江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完

4、全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江蘇科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于：(1)保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。(2)不保密□。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日摘要摘要空間調(diào)度問題有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，最常見的有船舶制造業(yè)，例如分段的建造、堆場(chǎng)和裝配，在運(yùn)輸行業(yè)有集裝箱的堆場(chǎng)、裝卸問題，飛機(jī)制造以及

5、設(shè)施的空間布局也都屬于空間調(diào)度問題。有效的空間調(diào)度方法和優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造和提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。改善調(diào)度方案可以大大提高生產(chǎn)效率和資源利用率，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。空間調(diào)度問題是調(diào)度問題和布局問題相結(jié)合的復(fù)雜問題，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究較少，本文對(duì)這一問題進(jìn)行了研究，取得了一定成果。論文首先闡述了空間調(diào)度問題的性質(zhì)，探討了空間調(diào)度問題的約束條件并作出假設(shè)，對(duì)空間調(diào)度問題進(jìn)行了規(guī)范化描述；然后在對(duì)現(xiàn)有排序方法和定位規(guī)則進(jìn)行深入理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)

6、出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的二階段調(diào)度算法；最后設(shè)計(jì)開發(fā)了空間調(diào)度計(jì)劃模塊。主要研究工作有：（1）對(duì)現(xiàn)有的空間調(diào)度方法進(jìn)行研究，分析空間調(diào)度的各種約束條件，在將空間調(diào)度問題抽象成為一個(gè)連續(xù)時(shí)間段內(nèi)的包絡(luò)矩形在矩形工作場(chǎng)地的動(dòng)態(tài)布局問題的基礎(chǔ)上，給出該類空間調(diào)度問題的規(guī)范化描述；（2）基于遺傳算法和啟發(fā)式算法進(jìn)行此類空間調(diào)度問題的算法設(shè)計(jì)。采用遺傳算法負(fù)責(zé)工件排序調(diào)度優(yōu)化，主要內(nèi)容包括初始種群的生成、個(gè)體的編碼和解碼、適應(yīng)度的計(jì)算、個(gè)體復(fù)制過程的設(shè)計(jì)、交叉變異過程的設(shè)計(jì)以及交叉變異概率的設(shè)置等內(nèi)容。在工件定

7、位方面提出了一種動(dòng)態(tài)決定工件位置的啟發(fā)式算法——平均最大空閑矩形策略。該策略不僅能更好的利用空域，而且能更好的兼顧時(shí)間和空間的耦合性。（3）利用某大型造船廠的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行算例設(shè)計(jì)，通過實(shí)際應(yīng)用來(lái)驗(yàn)證調(diào)度算法的有效性。通過與已有方法的對(duì)比，表明本文的調(diào)度算法具有較強(qiáng)的全局優(yōu)化能力，同時(shí)在效率上也有很大提高。（4）基于本文所設(shè)計(jì)的算法，采用Matlab語(yǔ)言開發(fā)了空間調(diào)度系統(tǒng)，通過可視化模塊形象的展示調(diào)度過程。通過對(duì)本文提出的空間調(diào)度算法進(jìn)行修改，不僅可以推廣到船廠的涂裝車間和制造車間，也可推廣應(yīng)用于諸

8、如集裝箱裝卸和飛機(jī)制造等一類空間調(diào)度問題中去。具有很好的應(yīng)用前景和理論研究意義。關(guān)鍵詞：空間調(diào)度；遺傳算法；啟發(fā)式算法IAbstractAbstractSpaceschedulingproblemhasaverywiderangeofapplications,suchassub-construction,yardandassemblinginshipmanufacturing,containeryard,loadingandunloadin