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1、分類號學號學校代碼密級身肀科技火寧博士學位論文基于混合遺傳算法的車間逆調度方法研究學位申請人：牟健慧學科專業(yè)：工業(yè)工程指導教師：高亮教授李新宇教授答辯日期：年月日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofEngineeringResearchonInverseSchedulingMethodsBasedonHybridGeneticAlgorithmPh.D.Candidate:MouJianhuiMajor:IndustrialEngi
2、neeringSupervisor:ProfessorGaoLiangAssociateProfessorLiXinyuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074，獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研宄工作及取得的研宄成果。盡我所知，除文中己經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果。對本文的研宄做出貢獻的個人和集體，均己在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：日期年月乂日
3、學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密口，在年解密后適用本授權書。本論文屬于不保密請在以上方框內(nèi)打“”學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期年月日日期：■年兮月％日華中科技大學博士學位論文摘要為了適應當前多品種小批量的生產(chǎn)模式，在逆優(yōu)化理論的基礎上，研宄人員提出了逆調度（這一新的調度方法，
4、其目標是針對預先確定的調度任務，通過最小限度地調整相應的加工參數(shù)，使得預先給出的調度方案最優(yōu)。目前國際上針對逆調度的研宄剛剛起步，相應的調度模型、策略和方法的研究還很少。本文針對單機和流水等車間類型，系統(tǒng)研宄了單機逆調度、帶交貨期的單機逆調度、流水車間逆調度、多目標流水車間逆調度等問題，建立了相應的數(shù)學模型，并結合不同模型的特點，提出了高效求解方法。針對單機逆調度問題，建立了以加權完成時間和最小為目標的數(shù)學模型，提出了一種基于遺傳算法和粒子群優(yōu)化（，的混合算法。將啟發(fā)式非最優(yōu)調度法，以及隨機初始化與局部初始化相結合，提高了初始種群的多樣性與質量
5、。根據(jù)問題特征，設計了三種交叉算子和兩種變異算子。采用改進算法和三種改進策略，提高了算法的局部搜索能力。通過實例測試以及與其它算法的對比，結果表明提出的方法具有更高的求解效率和更好的穩(wěn)定性。針對帶交貨期的單機逆調度問題，提出了一種基于遺傳變鄰域交替算法的求解方法。該方法采用嵌入方式對遺傳算法和變鄰域搜索方法進行混合，平衡了混合算法的全局搜索和局部搜索。針對問題特征和編碼方法特點，設計了四種鄰域結構，通過鄰域結構的切換，提高了算法的局部搜索能力。通過實例測試以及與其它算法的對比，結果表明該算法能有效地求解帶交貨期的單機逆調度問題。針對流水車間逆調
6、度問題，建立了以參數(shù)改變量最小為目標的數(shù)學模型，提出了一種自適應的遺傳變鄰域混合求解方法。提出了一種帶小數(shù)機制的分塊編碼方案用于解的表達，能同時對工序和參數(shù)進行協(xié)同優(yōu)化。針對問題特征，設計了四種鄰域結構，提出了一種自適應選擇機制以選擇最合適的鄰域，提高了算法的局部搜索能力。通過實例測試以及與其它算法的對比，驗證了該算法的有效性和優(yōu)越性。針對多目標流水車間逆調度問題，建立了考慮調度效率和調度穩(wěn)定性的數(shù)學模型，綜合考慮了加工參數(shù)改變量、系統(tǒng)改變量以及完工時間和等目標。提出了一種基于算法的求解方法將多種策略進行了混合以提高算法性能，主要包括中的快速非
7、支配排序方法、兩種多樣性保持策略、混合的精英保留策略，以及高效局部搜索策略等。通過實例測試與分析，驗證了該算法的有效性。華中科技大學博士學位論文基于上述理論成果，根據(jù)某船廠加工車間的生產(chǎn)情況，分析了車間存在的問題將上述理論成果應用于實際車間的生產(chǎn)。實例分析表明本文提出的理論與方法能夠有效地解決實際生產(chǎn)車間調度問題，保證車間系統(tǒng)能夠有效平穩(wěn)地運行。最后，對全文的工作進行了總結，并對今后的研宄方向進行了展望。關鍵詞：逆調度；單機調度；流水車間調度；遺傳算法；混合算法；多目標優(yōu)化算法華中科技大學博士學位論文“，，，，，，，華中科技大學博士學位論文，，
8、，，華中科技大學博士學位論文目錄—要緒論課題的來源、目的及意義逆調度國內(nèi)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)狀總結與問題分析本文的主要工作與結構車間逆調度問題總體研究框架逆調
