基于遗传算法的滚动窗口印刷车间再调度研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:chenqiang_11
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在生产加工条件有限的情况下,合理的制订印品生产排产计划能够有效的缩短加工时间,提高加工生产效率,从而提高印刷企业自身的竞争力。制订印品生产排产计划就是印刷车间调度问题,即在有限的资源条件下,将接收到的各种订单,在满足工件、加工时间不变的基础上,合理的安排在各个设备上生产加工,以确保所选定的生产目标最优,但实际的印刷生产是一个动态生产过程,会不断的面临紧急插单、订单取消、机器故障等突发事件,此时车间需要生成新的调度计划,即生产再调度计划问题。印刷企业生产调度正由人工转向管理系统操作,目前所用ERP生产管理系统可以用于一般排产,对于突发事件等动态因素尚未有成熟考虑,其生产调度模块的排产功能亦欠完善。本文针对印刷生产管理过程中存在的问题,采用遗传算法并结合滚动窗口再调度机制,对动态生产调度展开了研究。(1)首先对遗传算法进行改进,设计了最大最小加工时间和再调度方案与初始方案偏离度最小的多目标优化,利用加权思想将多目标转化为单目标优化,使得优化目标具有双重性质;其次,设计了选择算子、交叉算子、变异算子以及执行操作后合法化非合法染色体操作,产生合理的调度计划。最后,在改进的遗传算法基础上,使用标准问题FT10来验证其可行性和有效性,并通过采用实际印刷车间的数据完成车间静态调度的模型仿真。(2)在建立静态调度模型的基础上,构建了滚动窗口再调度模型。通过基于周期、事件混合驱动策略实现再调度,对三个状态的调度窗口、再调度时刻印品工序矩阵修正以及机器再利用时刻矩阵修正进行了编程。并采用实际调度案例逐一解释模型在面对设备故障和紧急插单时的运行原理和编码流程。(3)将收集、整理好的印刷车间订单及设备等数据放入构建好的模型中,模拟仿真车间正常调度情况和紧急插单情况,得出调度甘特图和生产排产计划表。工人可按照排产计划表了解到每台设备的加工情况和每批印品的加工情况,对比初始调度方案甘特图可知,生成的再调度方案对其他印品的生产影响较少,其再调度过程稳定性较高。研究表明,本文构建的滚动窗口印刷车间再调度模型生成的调度方案不仅能满足各类约束条件,且与原始的调度方案偏差较小;改进后的遗传算法具有收敛性快、求解质量高等优越性。因此,本研究对于印刷车间生产调度方案的制订具有一定的实际指导意义。
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