基于多色集合理论的工艺规划和生产调度集成建模理论与优化方法

基本信息
批准号:71501110
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:18.00
负责人:陆曈曈
学科分类:
依托单位:常州大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张屹,査靓,万兴余,郑小东,余竹玛,李登桥,彭安功
关键词:
集成优化集成建模工艺规划生产调度多色集合
结项摘要

For the middle and small-sized Supporting manufacturing enterprises, to cope with the complicated and dynamic environments with varied demands and limited resources, integrating process planning and scheduling (IPPS) to make scientific decisions is a key problem needed to resolve in their manufacturing process, thus, this project proposes to research the integrated modeling and optimization methods for the manufacturing enterprises’ IPPS problems under the dynamic environments. Specifically, the research contents have three points: (1) By utilizing the polychromatic set model with unified form to describe the constraint relationships and dynamic characteristics in the process planning and scheduling, and to express the IPPS model, this project establishes computational models of the complicated multiobjective IPPS problems. (2) Based on the property that the distribution structures of the solutions of multiobjective optimization problems present regularity, the manifold learning algorithms are adopted to identify the structure information of the multiobjective IPPS problems’ solutions. This information is used to direct the design of the algorithms, and it constructs a fast solving hybrid algorithm framework based on the computational model. (3) Based on the theoretical research, a IPPS prototype system of the middle and small-sized PCB manufacturing enterprises is developed to implement, verify and improve the research achievements. The theory and methods proposed in this project will be able to provide new thoughts and techniques for the middle and small-sized manufacturing enterprises to improve their producing efficiency and response capability to the market change.

处于供应链中的中小制造企业如何应对需求多变、资源制约的复杂动态环境是其在市场竞争中急需解决的关键问题,基于此,本项目提出基于多色集合理论研究动态环境下制造企业工艺规划和生产调度集成(IPPS)建模与优化方法。具体内容为三点:(1)利用形式统一的多色集合模型实现工艺规划与生产调度中约束关系、动态特性的描述以及IPPS模型的表达,建立复杂多目标IPPS问题的可计算模型;(2)基于多目标问题最优解分布结构具有规则性的性质,运用流形学习识别多目标IPPS问题解的结构信息,用以指导算法设计,构建出基于可计算模型的快速求解混合优化算法框架;(3)在理论研究基础上,开发印刷电路板(PCB)制造企业工艺规划与生产调度集成优化原型系统,对研究成果进行应用、验证与完善。本项目所研究的理论和方法能够为中小制造企业改进生产效率,提高应对多变市场的快速响应能力提供新的思路和技术。

项目摘要

处于供应链中的中小制造企业如何应对需求多变、资源制约的复杂动态环境是其在市场竞争中急需解决的关键问题,基于此,本项目提出了基于多色集合理论研究动态环境下制造企业工艺规划和生产调度集成(IPPS)建模与优化方法。. 主要研究工作及成果为:1.建立了柔性车间调度数学模型和基于多色集合的统一可计算约束模型。针对求解柔性车间调度中所存在的早熟或收敛过慢等不足,提出了基于多色集合理论的元胞遗传算法。多色集合能够运用结构相对简单的围道矩阵建立具有标准形式的递阶结构模型,实现复杂优化问题的描述。因此运用了围道矩阵柔性车间调度中的设备约束和工艺约束进行了描述,通过搜索围道矩阵,缩小解的空间从而提高了求解效率;2.通过经典实例对比测试,验证了改进元胞多目标遗传算法在收敛性、分布性及覆盖性方面均有良好表现。基于柔性车间调度为多目标优化问题,在选择操作中,根据邻居中个体的适应度来自适应选择交叉个体,有效地防止种群过早收敛。元胞遗传算法中相邻个体的邻居互相重叠,为算法提供了隐性迁移机制且保持了种群多样性,从而降低了算法的时间和空间复杂度,有利于求解多目标优化问题;3.将约束模型与元胞多目标遗传算法的编码、种群初始化、遗传操作、适应度计算等环节相结合,构成了混合优化算法体系。运用计算机仿真,验证了所提出方法在求解柔性车间调度问题上的合理性和高效性;4.基于多色集合约束模型的柔性车间调度系统的总体设计和实现。对柔性车间调度系统总体框架和模块进行规划分析,对分功能模块进行设计实现,开发了车间调度原型系统。. 本项目所研究的理论和方法能够为中小制造企业改进生产效率,提高应对多变市场的快速响应能力提供新的思路和技术。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于铁路客流分配的旅客列车开行方案调整方法

基于铁路客流分配的旅客列车开行方案调整方法

DOI:
发表时间:2021
2

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

DOI:10.1051/jnwpu/20213920292
发表时间:2021
3

基于多色集合理论的医院异常工作流处理建模

基于多色集合理论的医院异常工作流处理建模

DOI:
发表时间:2020
4

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

DOI:10.3788/CJL201946.0801003
发表时间:2019
5

新型树启发式搜索算法的机器人路径规划

新型树启发式搜索算法的机器人路径规划

DOI:10.3778/j.issn.1002-8331.1903-0411
发表时间:2020

陆曈曈的其他基金

相似国自然基金

1

碳排放约束下离散制造工艺规划与生产调度协同优化理论与方法研究

批准号:51575435
批准年份:2015
负责人:周光辉
学科分类:E0510
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
2

集成式工艺规划与车间调度问题的理论、方法及其扩展研究

批准号:51005088
批准年份:2010
负责人:李新宇
学科分类:E0510
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

可重构流水线工艺规划、构形设计和生产调度集成鲁棒优化方法研究

批准号:51575108
批准年份:2015
负责人:窦建平
学科分类:E0510
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

不确定环境下集成式工艺规划与车间调度中智集建模与优化

批准号:51805330
批准年份:2018
负责人:金亮亮
学科分类:E0510
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目