智能优化算法在考虑加工成本的多目标差异工件平行机批调度问题中的应用研究

【摘要】生产调度问题指在一定的时间内,对共享资源进行合理的分配,对生产任务计划进行合适的排序,而合理的调度方案将会大幅度提高资源的利用率以及生产效率,从而降低生产成本,提高企业竞争力,推动社会的发展。批调度是经典调度问题的一个重要分支,具有较好的理论以及实际应用价值,已成为当前调度问题的主要研究热点之一。生产调度问题的研究对于生产制造业具有重大的意义,然而现实中的调度问题往往是多约束,多目标,且不确定性的,且很多已被证明是NP难而难以获得最优解。因而目前仍存在很多尚未有效解决的生产调度问题,其中多目标差异工件批调度问题就因高维、复杂而未获得有效求解的一类调度问题。本文首先从调度问题的基本概念出发,介绍了描述调度问题通用的三参数表示方法、及调度问题的分类。其次,从单机、平行机和车间环境三个方面介绍批调度问题及其研究现状,分析了当前研究存在的问题。然后介绍了多目标优化问题的相关概念,重点介绍了基于Pareto的多目标优化相关概念。接着,探讨了考虑工件自身加工成本的双目标平行机批调度问题。由于当前并行批处理机环境下的研究集中在如何提高生产效率,即以加工时间为目标进行优化,成本目标也集中在交货成本,而忽视了工件在分配加工时所产生的成本。因而本文研究关于工件加工时间和分配时加工成本的双目标问题,并提出几种智能优化求解算法。本文将问题的求解分为两个步骤：首先采用BFLPT启发式进行分批,将工件依据设定的规则分配到不同的批中；然后针对所得的批集合,分别采用三种不同的进化算法进行批调度,即NSGA-Ⅱ、SPEA2及Improved-NSGA-Ⅱ算法。其中,Improved-NSGA-Ⅱ是在NSGA-Ⅱ的基础上进行改进算法,即在种群迭代的过程中,加入了一种启发式,以获得更好的非劣解集。在通过准备实验确定进化算法的实验参数后,进行仿真实验,分别从非劣解集的数量、质量和算法的运行时间三个方面对三种算法进行比较,实验结果表明所提的Improved-NSGA-Ⅱ算法在解集数量和质量方面均优于其他两种算法。
【作者】宋浩；
【导师】贾兆红；
【作者基本信息】安徽大学，软件工程，2014，硕士
【关键词】差异工件批调度；双目标；进化算法；NSGA-Ⅱ；

【参考文献】
[1]赵立辉.基于价值分析的客户分类及管理研究[D].辽宁工程技术大学,2005.
[2]秦瑀阳.老年人跌倒检测报警装置的研究与设计[D].大连海事大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[3]康静雯.汶川震区滑坡堆积体坡面土壤侵蚀研究[D].西南大学,水土保持与荒漠化防治,2014,硕士.
[4]曹楠.射流风机在地下车库防排烟系统中的应用研究[D].沈阳航空航天大学,安全技术及工程,2013,硕士.
[5]陈江木.降植烷诱导ApoE~(-/-)C57BL/6小鼠狼疮样病变并动脉粥样硬化模型的雌激素受体α基因启动子呈低甲基化状态[D].福建医科大学,内科学,2014,硕士.
[6]王丽丽.中国共产党与新加坡人民行动党党际交往研究[D].外交学院,科学社会主义与国际共产主义运动,2014,硕士.
[7]闫美.消费公益诉讼法律问题研究[D].西南政法大学,经济法（专业学位）,2012,硕士.
[8]刘凯,李小滨,索南加乐,曾晓辉,段建东,潘忠美.一种新的高压线路保护稳定破坏检测元件[J].电力系统自动化,2009,19:56-60.
[9]叶浩.基于VAR技术的金融风险管理系统设计[D].复旦大学,软件工程,2012,硕士.
[10]杨淳偓.寿命分布参数模糊假设检验的贝叶斯方法[D].宁夏大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[11]石乐松.文心兰ACC合成酶基因的克隆及其表达分析[D].海南大学,作物遗传育种,2014,硕士.
[12]张丽颖,关行.浅谈企业财务预警体系管理方法[J].统计教育,2005,10:12-14.
[13]郝翔.疏水缔合智能高分子水凝胶的制备和性能研究[D].中国科学技术大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[14]秦昌茂,齐乃明,朱凯.分数阶系统变阶次状态空间建模及稳定理论[J].控制与决策,2011,11:1757-1760.
[15]陈方斌.发光透光水泥基材料的制备与性能研究[D].南昌大学,结构工程,2012,硕士.
[16]严序渊.福州市社区社会组织参与社区治理研究[D].福建师范大学,行政管理,2013,硕士.
[17]张宏建.首钢矿业公司信息化整体框架研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[18]孙秀华.中国企业社会责任的制度经济学分析[D].河北经贸大学,政治经济学,2013,硕士.
[19]卜彩红.基于离子液体功能化碳纳米管传感器的制备及其应用[D].西北师范大学,2012.
[20]孙庆.基于LMI方法的时滞广义大系统的非脆弱分散控制[D].东北大学,系统理论,2011,硕士.
[21]邵丹.中外陶瓷科学技术交流的初步研究[D].景德镇陶瓷学院,科学技术史,2014,硕士.
[22]胡笑形.重磅炸弹级农药的中间体市场与开发[J].精细化工中间体,2013,06:1-12.
[23]秦佳佳.代孕纠纷的法律分析[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[24]叶露露.皖中地区农村养老文化研究[D].安徽大学,人类学,2014,硕士.
[25]罗淑萍.不同抗性品种（品系）稻田捕食性节肢动物群落结构与生态位研究[D].广西大学,农业昆虫与害虫防治,2004,硕士.
[26]邱家驹.输电网信息管理的可视化解决方案[D].浙江大学,2003.
[27]樊敏杰.“一胎化”政策对健康状况影响机制的实证研究[D].西南财经大学,公共经济制度与政策,2014,博士.
[28]何长安.具有可测强外扰作用的伺服系统应用二次型最优控制和最优观测器的工程实践[J].自动化学报,1985,02:166-174.
[29]熊文宇.城镇化背景下湖北省建始县农村人力资源开发途径研究[D].湖南师范大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[30]赵魏维.弧形振动筛主要参数及动态性能的研究[D].江南大学,机械设计及其理论,2012,硕士.
[31]高贤明,陈灵芝.北京山区辽东栎(Quercusliaotungensis)群落物种多样性的研究[J].植物生态学报,1998,01:24-27+29-33.
[32]侯金梦.辩护人、诉讼代理人妨害作证罪完善研究[D].贵州民族大学,刑法学,2014,硕士.
[33]徐汉川,徐晓飞.考虑资源置信度的跨企业项目鲁棒性调度算法[J].自动化学报,2013,12:2176-2185.
[34]马立锋.茶树对氟吸收累积特性及降氟措施研究[D].浙江大学,环境工程,2004,硕士.
[35]邓美香.3.0T MR DTI及T2mapping成像在兔急性缺血性横纹肌溶解症中的应用[D].苏州大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[36]宋鹏华.桑树ⅦERF基因生物信息学分析及表达研究[D].西南大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[37]张云飞.“虚拟社会”的道德问题[D].华东师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2002,硕士.
[38]欧光忠.糖尿病患者健康信息素养指标体系的构建研究[D].福建医科大学,流行病与卫生统计学,2013,硕士.
[39]张晓彤,徐金梧,杨德斌,屈蓉.基于Internet的设备远程诊断系统实现技术研究[J].冶金设备,2001,01:30-36.
[40]薛存波.廊坊市区中学阳光体育运动开展现状的调查与研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[41]阮磊.会计师事务所合伙人选择研究[D].辽宁大学,会计学,2012,硕士.
[42]郭婧.基于Oracle ERP的神华宁煤集团供应链管理系统的应用研究[D].宁夏大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[43]李静.二甲醚喷油器结构设计与喷嘴流场及碰撞分析[D].中北大学,动力机械及工程,2014,硕士.
[44]糜志刚.论受贿罪自首的认定[D].苏州大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[45]马潜.基于降水同位素样品的兰州地区水汽来源研究[D].西北师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[46]王刚.交互式虚拟内窥镜系统研究[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2003,硕士.
[47]周鑫.声学极化子的基态能量及其自陷转变[D].山西师范大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[48]曹美涛.以市场为导向的民族职业美术教育[D].宁夏大学,课程与教学论,2014,硕士.
[49]刘小娟.环剥对冬枣树体营养生长及养分和激素变化的影响[D].河北农业大学,果树学,2004,硕士.
[50]康晓伟.靶向胃癌新生血管分子探针的构建及体内MR/光学多模态成像研究[D].第四军医大学,影像医学与核医学（专业学位）,2014,硕士.