可重入混合流水车间负荷平衡排产优化问题研究.pdfVIP

高技术通讯 2015 年第25 卷第1 期:70 -81 doi: 10. 3772/j. issn. 1α)2-0470.2015. 01. 010 可重入混合流水车间负荷平衡排产优化问题研究① 持忠华②. •• 董晓婷③· 史海波 (沈阳建筑大学信息与控制工程学院 沈阳 110168) ( ..中 国科学院沈阳自动化研究所 沈阳 11∞16) 摘要 为了解决可重入混合流水车间(RHFS) 负荷平衡调度问题，建立了 RHFS 负荷平 衡优化问题数学规划模型，将工位加工时间负荷平衡代价和总工位等待时间加权求和后 作为负荷平衡综合评价指标;设计了基于工件加工流程的编码方法并结合时间窗约束与 最大剩余时间规则进行解码，采用动态自适应差分进化(DSADE) 算法进行全局优化。 DSADE 算法根据个体间汉明距离判断个体相似度，动态更新具有高相似性的个体，以增 加种群多样性，并引入随停止代数自适应调整进化参数的策略，以增强跃出局部极值，持 续进化的能力。基于客车制造中涂装车间多遍彩条工序段的实例数据将 DSADE 算法与 已有遗传算法(GA) 、差分进化( DE) 算法、自适应差分进化(SADE) 算法进行仿真比较， 比较结果表明，DSADE 算法的负荷平衡评价指标平均降低幅度超过20% 。 关键词 可重入混合流水车间(RHF凹，负荷平衡，差分进化(DE) 算法，个体相似度， 涂装车间 行机加工能力与不同加工任务工艺差异的影响，常 0 引言 出现各并行机之间负荷严重不平衡现象，即部分设 可重人混合流水车间 ( reentrant hybrid flow- 备空闲或过载情况频发，造成设备利用率降低，生产 shop , RHFS) 调度问题是以半导体封装、客车制造 周期延长。因此，研究可重人混合流水车间的负荷 为代表的一类生产调度问题。 可重人混合流水车间 平衡调度问题具有重要的学术意义与工程应用价 ( RHFS) 生产与传统混合流水车间(hybrid flowshop , 值。 自 1983 年Graves 提出 RHFS 调度问题以来问， HFS) 生产一样有着固定的工艺流程，其显著特点是 工件的不同工序可能重复访问同一设备或设备组， RHFS 调度研究已取得较大进展。 Yalaoui 等针对具 从而造成产品加工流程中出现大量的重人加工 有多批次带可重人流的HFSP，提出了一种基于模糊 流( 1.2 J 0 HFS 具有多任务、多工序、多并行机特点， 逻辑控制器的粒子群算法优化最小拖期工件数(4J 。 RHFS 多存在复杂的串并混合型可重人问题。 Hekmatfar 研究了只含两道工序，而且第一道工序是 具有可重人性质的 HFSP，提出了 一种以最小 RHFS 受可重人工序的制约，加工完的工件需多次 回到排产任务队列等待工位和加工顺序的再次分 makespan 为优化目标的混合遗传算法(genetic algo- 配，使得生产系统的不稳定性与不确定性增大，各并 rithm , GA) ( 5) 。 刘小华等利用粒子群算法和遗传算 法的互补性，设计了一种两者结合的混合算法优化 行工位加工任务的统计也愈加困难，再加上 HFS 并 ① 国家重大科技专项(2011ZX!ωω1拍5) 和辽宁省教育厅(1.2013237) 资助项目。 ② 男，1977 年生，博士， 教授;研究方向:生产与运作管理，企业自动化系统集成技术，车间排产与生产调度算法的工程应用研究;E-rnail: xiaozhonghual977@ 163. cn ③ 通讯作者，E-rna