基于改进GSO的柔性作业车间E/T调度干扰管理研究

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车间调度问题是生产管理领域研究的热点之一,其融合了各学科的知识,包括管理科学、运筹学等学科知识。车间调度问题是一个NP难问题,企业如何设置满足客户需求的生产路线,同时使生产成本最低,成为企业亟待解决的问题。随着互联网技术的发展,生产调度方式也在潜移默化改变着,柔性车间调度逐渐成为研究的热门。至今,学者们仍将最小完工时间作为作业车间调度问题最主要的指标,通常情况下,通过“早完成、早入库”以保证客户的交货时间点要求,这将导致库存积压等情况。但是如果工件未按时完成,会扰乱整个交易流程,客户将产生不满意情绪。因此在生产调度过程中,以交货期为基础,考虑提前/拖期(E/T)更具有意义。在实际的车间生产过程中,存在各种扰动事情,比如:机器故障、急件到达、工件撤离、工序次序发生变化等问题。这些扰动事情的发生,必然对原计划将造成影响,使原计划不能正常生产,因此企业需快速、合理生成新的生产计划,减少扰动事件对生产系统造成的影响,最大限度地降低企业的生产成本,恢复生产,这已成为企业需解决的另一迫切问题。
  针对车间调度中最常见的干扰事件---机器故障,进行柔性车间E/T调度干扰管理研究。目前解决干扰事件的方法主要有局部重调度、全局重调度,这类方法在干扰事件发生后仍仅以最小最大完工时间为目标,恢复生产,未考虑干扰事件对客户、企业管理者、车间工人三者产生的影响,最终导致客户不满意、车间工人情绪大、企业管理者成本增加。然而,在原优化目标的基础上,干扰管理减少了扰动事情对三者的影响,并在局部调整初始方案,生成对三者扰动最小的方案,最终为公司获取最大利益。
  本文的主要研究工作如下:
  (1)对于具有机器资源和加工路线可进行选择的柔性生产车间,建立柔性车间E/T调度初始模型。在考虑机器故障的情况下,使用干扰管理思想,在初始优化目标的基础上,考虑干扰对客户、企业和工人产生的影响,利用改进的前景理论方法衡量干扰事件对三者产生的不满意度,建立柔性车间E/T调度干扰管理模型。
  (2)为有效求解柔性作业车间E/T调度问题,研究并改进新兴的智能算法GSO。算法设计了一种具有贪婪思想的编码策略;采用自适应选择策略使步长自适应,提高算法的准确性与收敛速度;在位置更新过程中,引入POX交叉、邻域交换和反序排序,以提高算法局部搜索与全局搜索能力,并引入贪婪思想加快算法收敛速度。
  (3)通过标准测试数据和示例数据,进行模拟实验,模拟结果表明改进的萤火虫算法的有效性,同时验证了干扰管理方法更有利于减少扰动对客户、企业管理者、车间工人三者造成的不满度。
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