基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究

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1、東華大學(xué)碩士學(xué)位論文基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究專業(yè)名稱：控制科學(xué)與工程作者姓名：吳再新指導(dǎo)教師：齊潔；高尚策學(xué)校代號(hào)：10255學(xué)號(hào)：2131142基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究RESEARCHONTHEDYNAMICJOBSHOPSCHEDULINGPROBLEMBASEDONPARTICLESWARMOPTIMIZATIONALGORITHM專業(yè)：控制科學(xué)與工程姓名：吳再新指導(dǎo)老師：齊潔、高尚策答辯日期：2016年1月9日基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究摘要作業(yè)車間生產(chǎn)調(diào)度是影響制造企業(yè)生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，一個(gè)良好的生產(chǎn)

2、調(diào)度系統(tǒng)，能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，是一個(gè)制造企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地的關(guān)鍵所在，因而近年來，越來越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者參與到這個(gè)問題的研究當(dāng)中。作業(yè)車間調(diào)度問題（Job-ShopSchedulingProblem，JSP）是由普通的生產(chǎn)調(diào)度問題經(jīng)過一系列約束條件的限制演化而來的典型的組合優(yōu)化問題。對(duì)于車間調(diào)度問題的求解，現(xiàn)在主要以人工智能算法為主，而單一的算法也很難以求得問題的最優(yōu)解，利用混合進(jìn)化算法對(duì)車間調(diào)度問題進(jìn)行求解是目前研究的熱點(diǎn)。粒子群算法是應(yīng)用最為廣泛的群體尋優(yōu)算法之一，它具有操作簡(jiǎn)單，收斂速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于解決組合優(yōu)化問題。本文針對(duì)粒子群算法的改

3、進(jìn)及其在車間調(diào)度中的應(yīng)用進(jìn)行研究，研究的主要內(nèi)容包括如下的幾個(gè)方面：首先，介紹了車間調(diào)度問題的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在此問題方面的一些研究方法和研究成果，以及仍然存在的問題；詳細(xì)闡述了粒子群算法的基本原理及在車間調(diào)度問題中的應(yīng)用。其次，根據(jù)粒子群算法和車間調(diào)度問題的特點(diǎn)，對(duì)粒子群算法進(jìn)I基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究行了改進(jìn)，把遺傳算法（GA）的交叉操作用于種群的更新，形成了離散的粒子群算法（DPSO）；并對(duì)DPSO算法進(jìn)行了改進(jìn)，引入局部搜索算法，使得算法可以在局部范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確搜索，增加額外的信息參考點(diǎn)，提高了算法在全局范圍內(nèi)搜索最優(yōu)解的概率，形成了混合的粒子群算法（GSPSO）。再次

4、，把GSPSO算法用于求解作業(yè)車間靜態(tài)調(diào)度問題。采用車間調(diào)度問題標(biāo)準(zhǔn)算例對(duì)混合粒子群算法的收斂速度進(jìn)行了驗(yàn)證，與其他算法進(jìn)行比較，證明了算法具有較好的收斂速度。并把混合算法用于解決其他一些車間調(diào)度問題，仿真結(jié)果表明該算法在求解車間調(diào)度問題上與其他類似算法相比具有一定競(jìng)爭(zhēng)力。最后，對(duì)動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題進(jìn)行了研究，采用滾動(dòng)窗口技術(shù)和基于事件驅(qū)動(dòng)的調(diào)度策略，考慮實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中新增緊急訂單、訂單取消與機(jī)器故障等常見動(dòng)態(tài)事件發(fā)生的情況，并對(duì)其進(jìn)行具體的分析；利用GSPSO算法對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，把仿真結(jié)果與混合蟻群算法進(jìn)行比較，結(jié)果表明GSPSO算法能很好的處理調(diào)度過程中發(fā)生的動(dòng)態(tài)事件。關(guān)鍵詞：粒子群算

5、法遺傳算法動(dòng)態(tài)車間調(diào)度事件驅(qū)動(dòng)策略II基于粒子群算法的動(dòng)態(tài)車間調(diào)度問題研究RESEARCHONTHEDYNAMICJOBSHOPSCHEDULINGPROBLEMBASEDONPARTICLESWARMOPTIMIZATIONALGORITHMABSTRACTJobshopschedulingisanimportantfactortoeffecttheefficiencyinamanufacturingenterprise.Agoodproductionschedulingsystemcanreducethecostandimprovetheefficiency,it’sthecoreco

6、mpetitivenessofenterprise.Somoreandmorescholarsareinvolvedinthestudyofthisprobleminrecentyears.TheJobShopSchedulingProblem(JSP)isatypicalcombinatorialoptimization,whichisevolvedfromaseriesoftheproductionschedulingproblem.TheArtificialIntelligencealgorithmisthemainlywaytosolvethejobshopschedulingpr

7、oblem,althoughasinglealgorithmisdifficulttogetthebestsolution.Inrecentyears,usinghybridalgorithmtosolvethejobshopschedulingproblembecomesahotterm.Particleswarmoptimizationalgorithm(PSO)isoneofthemostwidelyusedalg