题目：柔性制造单元环境下的生产调度问题研究

单元制造技术作为一种同时兼顾效率与柔性的先进生产模式，成为当前企业小批量、多品种加工模式的重要管理方法。在解决制造单元环境下的生产调度问题时，需要考虑制造单元间的耦合，所以其比传统作业车间调度问题的复杂性更高。因此，作为单元制造技术的主要研究方向，制造单元构建问题和制造单元调度问题的研究，具有重要的理论价值和应用意义。基于以上出发点，本文对柔性制造单元环境下的生产调度问题进行了深入研究，主要工作内容和创新点如下：1．在复杂制造环境下，针对制造单元构建和资源布局问题，提出了柔性制造单元构建模型。通过融合物理制造单元和逻辑制造单元的优点，在考虑生产任务加工路径选择、加工批量设置和制造资源重布局等因素下，以总制造成本最小为优化目标，对问题进行集成建模；在柔性制造单元构建模型基础上，设计多种基于遗传算法和模拟退火算法的混合智能搜索算法，用于求解柔性制造单元构建问题。 2．针对制造单元环境下调度问题存在制造单元间的耦合现象，在引入虚拟工序、虚拟机器和代理工件的基础上，通过对跨单元工件分解，设计了制造单元解耦方法，将耦合的制造单元“分割”为多个独立制造单元调度问题，并提出一种基于启发式规则的制造单元合作协同调度算法对制造单元调度问题进行求解。 3．针对制造单元调度问题，提出了一种由“预调度”阶段与“整体调度”阶段相结合的基于两阶段调度的制造单元合作协同调度算法。在预调度阶段，通过将每个制造单元作为一个独立调度单位，把单元内工件作为特征工件集，使用预调度算法对问题进行预处理；在整体调度阶段，根据预调度结果，使用整体调度规则对制造单元进行合作协同调度。并设计了一种基于和声搜索与遗传算法的混合算法作为预调度算法，将和声搜索算法作为遗传算法的变异算子，在种群繁殖之前，通过和声搜索对整个种群进行独立寻优。运用和声搜索算法全局寻优能力来有效地避免遗传算法存在的“早熟”和“爬山能力弱”等缺点。4．在对现有作业调度算法研究的基础上，提出了作业调度算法分层集成机制，通过建立作业调度方法库、调度算法框架库和调度算法集成规则库，实现作业调度模型的动态集成。并提出以调度算法为核心，以算法动态集成为基础的基于多代理系统和双服务总线的作业调度模型库系统构建思路。