基于改進(jìn)遺傳算法的空間調(diào)度問題研究.pdf

1、空間調(diào)度問題有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,最常見的有船舶制造業(yè),例如分段的建造、堆場和裝配,在運(yùn)輸行業(yè)有集裝箱的堆場、裝卸問題,飛機(jī)制造以及設(shè)施的空間布局也都屬于空間調(diào)度問題。有效的空間調(diào)度方法和優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造和提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。改善調(diào)度方案可以大大提高生產(chǎn)效率和資源利用率,進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的競爭力,因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?？臻g調(diào)度問題是調(diào)度問題和布局問題相結(jié)合的復(fù)雜問題,目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究較少,本文對(duì)這

2、一問題進(jìn)行了研究,取得了一定成果。
　　論文首先闡述了空間調(diào)度問題的性質(zhì),探討了空間調(diào)度問題的約束條件并作出假設(shè),對(duì)空間調(diào)度問題進(jìn)行了規(guī)范化描述;然后在對(duì)現(xiàn)有排序方法和定位規(guī)則進(jìn)行深入理論研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的二階段調(diào)度算法;最后設(shè)計(jì)開發(fā)了空間調(diào)度計(jì)劃模塊。主要研究工作有:
　　(1)對(duì)現(xiàn)有的空間調(diào)度方法進(jìn)行研究,分析空間調(diào)度的各種約束條件,在將空間調(diào)度問題抽象成為一個(gè)連續(xù)時(shí)間段內(nèi)的包絡(luò)矩形在矩形工作場

3、地的動(dòng)態(tài)布局問題的基礎(chǔ)上,給出該類空間調(diào)度問題的規(guī)范化描述;
　　(2)基于遺傳算法和啟發(fā)式算法進(jìn)行此類空間調(diào)度問題的算法設(shè)計(jì)。
　　采用遺傳算法負(fù)責(zé)工件排序調(diào)度優(yōu)化,主要內(nèi)容包括初始種群的生成、個(gè)體的編碼和解碼、適應(yīng)度的計(jì)算、個(gè)體復(fù)制過程的設(shè)計(jì)、交叉變異過程的設(shè)計(jì)以及交叉變異概率的設(shè)置等內(nèi)容。
　　在工件定位方面提出了一種動(dòng)態(tài)決定工件位置的啟發(fā)式算法——平均最大空閑矩形策略。該策略不僅能更好的利用空域,而且能更好的兼

4、顧時(shí)間和空間的耦合性。
　　(3)利用某大型造船廠的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù),進(jìn)行算例設(shè)計(jì),通過實(shí)際應(yīng)用來驗(yàn)證調(diào)度算法的有效性。通過與已有方法的對(duì)比,表明本文的調(diào)度算法具有較強(qiáng)的全局優(yōu)化能力,同時(shí)在效率上也有很大提高。
　　(4)基于本文所設(shè)計(jì)的算法,采用Matlab語言開發(fā)了空間調(diào)度系統(tǒng),通過可視化模塊形象的展示調(diào)度過程。
　　通過對(duì)本文提出的空間調(diào)度算法進(jìn)行修改,不僅可以推廣到船廠的涂裝車間和制造車間,也可推廣應(yīng)用于諸如集裝箱