生产调度问题及其优化算法.doc

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编号：
第六届计算机仿真大赛
参赛作品
题号:加工调度问题
组别：高年级组
厚玉伟
学院： 光电工程
联系：
计算机仿真大赛组委会
2021年 05月 01日
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生产调度问题及其优化算法
背景及摘要
这是一个典型的Job-Shop动态排序问题。目前调度问题的理论研究成果主要集中在以Job-Shop问题为代表的基于最小化完工时间的调度问题上。一个复杂的制造系统不仅可能涉及到成千上万道车间调度工序，而且工序的变更又可能导致相当大的调度规模。解空间容量巨大，N个工件、M台机器的问题包含种排列。由于问题的连环嵌套性，使得用图解方法也变得不切实际。传统的运筹学方法，即便在单目标优化的静态调度问题中也难以有效应用。
本文给出三个模型。首先通过贪婪法手工求得本问题最优解，既而通过编解码程序随机模拟优化方案得出最优解。最后采用现代进化算法中有代表性开展优势的遗传算法。文章有针对性地选取遗传算法关键环节的适宜方法，采用MATLAB软件实现算法模拟，得出优化方案，并与计算机随机模拟结果加以比拟显示出遗传算法之优化效果。 对车间调度系列问题的有效解决具有一定参考和借鉴价值。
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二．模型假设
1．每一时刻，每台机器只能加工一个工件，且每个工件只能被一台机器所加工 ，同时加工过程为不连续；
2．所有机器均同时开工，且工件从机器I 到机器J 的转移过程时间损耗不计；
3．各工件必须按工艺路线以指定的次序在机器上加工屡次；
4．操作允许等待，即前一操作未完成，那么后面的操作需要等待，可用资源有限。
三．符号说明及初始数据表达分析
- 第i个工件 〔i=1…6〕
- 机器顺序阵 表示i工件的第 j个操作的机器号
- 第j台机器 〔j=1…4〕
- 工件排列阵 表示i机器上第j次加工的工件号
- 加工时间阵 为i工件的第 j个操作的时间周期
- 整个任务完成时间
整理数据后得到：
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=[ C A B C D 0 0 0 ] = [ 8 2 4 24 6 0 0 0 ]
[ A D B C 0 0 0 0 ]