基于仿真的生产调度问题研究

【摘要】很多年来动态车间的调度问题得到工程应用人员和专家学者的广泛关注和研究。通常调度问题是Np-hard问题。精确算法如整数规划、分支定界法、动态规划法,在求解大规模调度问题时变得不实用。在实践中,由于调度规则易于实现、计算复杂度低等原因,被广泛应用于动态车间调度中。首先针对每一级有一台和多台机器的多级生产系统调度问题,本文提出了一种基于调度规则和路径选择规则的调度方法；然后分析了在动态车间中,车间负荷水平、故障率水平、工件的路径、车间布局对调度规则性能的影响。具体说来,主要在如下几个方面进行了研究：(1)研究并分析了系统、系统仿真的优点、系统仿真的基本步骤以及其在工程中的应用。介绍了仿真软件Arena的特点和其应用领域,并对当今流行的各种软件的优缺点进行了详细的比较。(2)针对每一级有一台和多台机器的多级生产系统调度问题,本文提出了一种基于调度规则和路径选择规则的调度方法,调度规则确定机器上工件的加工顺序,路径选择规则使工件选择合适的机器进行加工。建立多级生产系统调度问题的仿真模型,对调度规则和路径选择规则进行测试,以平均流通时间、平均拖后时间、平均在制品以及平均机器利用率作为系统性能评价指标,比较了由10种调度规则和3种路径选择规则组成的30种规则组合,确定使单指标和多指标整体最优的调度规则组合。(3)对作业车间和流水车间两种制造系统中调度规则性能进行了比较研究,提出了四个基于流通时间和延迟时间的调度规则。以平均流通时间、最大流通时间、流通时间的变异性、平均延迟时间、最大延迟时间和延迟工件的变异性和延迟工件百分比作为调度规则的性能指标。分析机器故障率水平、车间负荷水平、工件的路径、车间布局对调度规则性能的影响。
【作者】李宁；
【导师】赵付青；
【作者基本信息】兰州理工大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】动态车间调度；调度规则；路径选择规则；故障率水平；车间负荷水平；

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