柔性車間調(diào)度問題中的智能優(yōu)化算法研究

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1、分類號密級碩士學位論文題目：柔性車間調(diào)度問題中的智能優(yōu)化算法研究英文并列題目：StudyonIntelligentOptimizationAlgorithmforSolvingFlexibleJobShopSchedulingProblem研究生：張庭專業(yè)：計算機科學與技術研究方向：計算機應用與技術導師：徐華指導小組成員：學位授予日期：2016年06月答辯委員會主席：吳小俊江南大學地址：無錫市蠡湖大道1800號二○一六年六月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研《工作及?。崳姷玫难?/p>

2、究成果。盡我所知，除了文中特別加Ｗ標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或揉寫過的研究成果，也不包含本人為獲得江南大學或其它教育機拘的學位或證書而使用過的材料＞。與我７同工作的同志對本研究所做的任何貴化均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。？簽名：曰；曰張皮期Ｗ／《年巧氣＿關于論文使用授權的說明本學位論文作者完全了解江南大學有關保留、使用學位論文約規(guī)定：江南大學有權保巧并向國家有關部口或機拘送交論文的復印件和巧盤乂，許論文被查閱和借巧，可Ｗ將學位論文的全部或部分

3、內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、編印或擔描等義制手段保存、匯編學位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙巧論文的內(nèi)容相一致。保密的學位論文在解密ｉ也遵守此規(guī)定。簽名：導砰簽名；巧斗曰期：＞ｔ４．摘要摘要車間調(diào)度問題是典型的組合優(yōu)化問題，目的是通過合理安排各種生產(chǎn)資源以滿足生產(chǎn)的某些性能指標，它是制造型企業(yè)生存和提高市場競爭力的核心因素。與傳統(tǒng)車間調(diào)度不同的是，柔性車間調(diào)度增加了加工機器柔性的特性，使其更貼近現(xiàn)實生產(chǎn)模式，因而對它的研究更具有實際應用價值。本文以一種新型的群

4、智能算法—蝙蝠算法作為優(yōu)化算法，分別針對柔性車間調(diào)度中的單目標和多目標兩類問題模型展開討論，本文的主要工作有：首先，對柔性車間調(diào)度問題進行了系統(tǒng)性的闡述，包括問題的概念、分類、特點和性能指標等；其次，對蝙蝠算法進行了詳細的分析，包括蝙蝠的行為、回聲定位的聲學原理、算法中的假設、變量更新規(guī)則、算法流程和二進制版本蝙蝠算法等；然后研究了蝙蝠算法及其改進方法在柔性車間調(diào)度中的應用；最后給出了主要結果和展望。工作的具體細節(jié)概述如下：（1）采用基本蝙蝠算法對單目標柔性流水車間調(diào)度問題進行了求解，為了使蝙蝠算法能夠求解

5、離散型組合優(yōu)化問題，根據(jù)基本蝙蝠算法的思想，提出了一種離散型蝙蝠算法。首先，構建了其數(shù)學模型；其次，在深入研究蝙蝠算法和FFSP調(diào)度問題的特點基礎上，給出了基于工序和工件優(yōu)先級的雙層編碼策略；然后，為了表達出工件、工序、機器、加工時間和加工狀態(tài)等信息，定義了工件與工序關聯(lián)矩陣、工件工序加工矩陣、臨時資源池矩陣和資源狀態(tài)矩陣，且算法重新定義了位置與速度的操作算子來實現(xiàn)蝙蝠個體在搜索空間中的移動；最后，對三組實際生產(chǎn)車間調(diào)度數(shù)據(jù)進行了仿真，實驗結果表明，所提出的算法具有較高的求解精度，是一種有效的優(yōu)化算法，從而

6、為解決這類問題提供了新的途徑和方法。（2）針對蝙蝠算法在求解柔性作業(yè)車間調(diào)度問題上存在的求解精度不高、局部探索能力不強等缺點，進一步研究蝙蝠算法在柔性作業(yè)車間調(diào)度問題中的應用，提出一種改進蝙蝠算法來優(yōu)化柔性作業(yè)車間調(diào)度問題。首先，為了增強種群鄰域搜索能力和跳出局部最優(yōu)解能力，定義了插入、翻轉(zhuǎn)、交叉和變異這四個操作；其次，為了克服基本蝙蝠算法的固定參數(shù)不足的缺點，重新調(diào)整慣性權重的值，為了使種群合理地控制全局搜索能力和局部探索能力，采用呈指數(shù)遞減的慣性權重策略；最后，通過具體實際生產(chǎn)車間調(diào)度數(shù)據(jù)驗證了改進算法

7、的有效性和優(yōu)越性。（3）針對多目標柔性作業(yè)車間調(diào)度問題，提出一種混合離散蝙蝠算法來求解。首先，考慮了最大完工時間、加工成本和加工質(zhì)量等目標，建立了多目標柔性作業(yè)車間調(diào)度問題模型；其次，根據(jù)加工時間、加工成本、加工質(zhì)量和機器信息，提出一種基于工序排序和機器選擇的編碼策略，該編碼方式既給出各個工件工序間的先后順序關系，還給出了工件的每道工序選擇所要加工的機器；然后，為了提高蝙蝠算法的初始種群質(zhì)量，在通過分析初始選擇的機器與每道工序調(diào)度完工時間兩者關系的基礎上，提出一種優(yōu)先指派規(guī)則策略來完成種群初始化，同時采用位

8、置變異策略來使得算法在較短的時間內(nèi)盡可能多地搜索到最優(yōu)位置；最后，通過實驗對比和分析，驗證了該算法的可行性、有效性和優(yōu)越性。I摘要（4）在柔性作業(yè)車間調(diào)度問題中，針對存在多個工件在機器上并行加工的情況，首次提出時鐘算法來計算問題的目標值。關鍵詞：柔性流水車間調(diào)度；柔性作業(yè)車間調(diào)度；蝙蝠算法；優(yōu)化算法；時鐘算法；多目標優(yōu)化IIAbstractAbstractJob-shopschedulingproblemisat