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题目:基于双螺旋染色体及分层种群模型的车间作业调度研究

关键词:遗传算法;双螺旋染色体;分层种群;车间作业调度

  摘要

现代社会随着信息化技术的渗透,竞争形势越来越严峻,日异月新的 客户需求要求生产者重新评估自己的生产策略,如缩短产品的生产周 期,实现零库存量等等。而车间作业调度问题(JSSP, Job Shop Scheduling Problem)的解决能很好的满足经济和用户的要求。利用 有限的资源满足加工任务,确定每个工作的加工顺序和加工时间,以 保证某些性能指标达到要求。这样就能潜在地提高企业的竞争力。 为了满足这样的需求,本文构建了一种新的车间作业调度模块。其中 的核心算法是一种基于双螺旋染色体和分层种群结构的遗传算法模型 。在此模型中,解染色体数据结构采用的是类似DNA的双螺旋对称结 构,一个解染色体中包含两份完全相同的解信息,但在遗传运算中各 自承担着不同的角色;种群采用的是优、中、差三类解按一定比例组 成的分层结构,使得新生的解种群能够涵盖更广的求解范围;遗传运 算参数中的交叉和变异概率是随种群结构特征动态变化。基于此模型 的遗传算法,不仅能够保护优秀的解,避免算法“早熟”,还具有收 敛速度快,稳定性强的特点。 另外,本文还提出了两种快速车间排程规则,分别是基于最早交货期 和关键资源的。并以这两个排程规则为基础,构筑了快速排程模块, 并与遗传排程模块相辅相成。根据这两个核心模块,本文开发出一套 完整的车间作业调度系统,并与生产管理系统中的其他子系统有机的 结合在一起,成功地应用实施于一汽铸造模具厂,取得了显著的成效 。