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2026/1/7 23:33:27 网站建设 项目流程

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🔥内容介绍

某服装企业决定加工9批本企业品牌服装,因季节变化关系,每批产品都有一个交货期限,如果在此期限之前完成,则产品可以较高的价格出售,超过期限则将面临更激烈的价格竞争而减少生产效益。假设各批次服装的加工时间、交货期限和利润如表1所示,设每批产品的加工过程不允许中断,即一批产品加工过程中不能插入其他批次产品的加工,求总利润最大的加工顺序。

车间生产任务分配在企业生产管理与控制中占据重要地位。生产任务的最优合理分配能够改善企业生产时的资料效益,并且增强企业的竞争强度。因此,针对企业内车间大量任务分配的最优解问题,值得我们进行更深入的研究探讨。

本文针对车间生产任务分配的寻优问题,提出了一种基于种群优化的方法——粒子群优化算法,解决了常规算法的方案分配不均、处理速度慢的问题。主要实施如下:首先,以典型车间生产任务分配模型为例,说明其主要目的,对比研究国内外该领域的研究现状,详细分析了目前针对任务分配的主要方法;其次,重点剖析粒子群优化算法的诞生、思想来源、具体原理;最后,通过MATLAB仿真实现基于粒子群优化算法的车间生产任务分配算法模型,通过仿真结果能够发现所提方法具有很强的优势,适用于车间生产任务分配。

1.1生产任务分配在企业中的意义

生产任务分配基础理论始于对制造产业车间生产计划的探究,历经几十年的探索与创新,生产任务分配基础理论逐步发展成为一科完备的理论,被广泛应用于企业生产实践[1]。随着技术和市场竞争的快速发展,各种企业的生产规模变得越来越大,企业生产制造能力与管理能力也被提出更高的要求。因此需要企业制订的生产调度计划能更好的充分利用的生产资源和原材料资源,在确保按时出货的前提下,尽量多的提高设备利用效率,减少工艺加工时间;节省生产运行成本、运输成本、存储成本,进而使制造业收益最大化。

生产任务分配直接关系产品成本和原材料的利用效率,决定了生产制造过程能否成功完成和生产资源是否能充分利用与优化。所以,生产任务分配决策能力巳经变为我国企业中影响生产运营过程是否能稳定高效运行的关键因素之一。在之前的数十年里,制造产业行业竞争日益加剧鼓励人们不断地找到新的生产任务分配方案和优化算法,以提升生产资源的利用效率和生产过程控制能力,从而使产品更有竞争力。现阶段有关生产调度和过程控制集成化技术的研究极少,制造产业企业的生产调度计划与生产过程控制管理之间的信息交互存在脱节状况,只有充分考虑生产调度和生产过程控制两方面因素,统筹兼顾生产量、品质、原料损耗、经营成本和销售情况等多种因素,才能研发出适用具有不可控因素的生产环境和需求多样化的市场的智能生产调度系统。生产调度优化工作,因其在提升生产效率、降低成本、增强制造业企业市场竞争能力等多个方面的重要意义,正受到越来越多的专家学者重视[2]。

1.2国内外研究现状

近年来,国内外学者开始重点研究生产任务分配的有关问题,大量有关生产任务分配问题的研究成果被发表。

国际学者FerdinandoPezzella等研究了一种生产车间调度问题的快速求解的启发式算法,该优化算法先通过移动瓶颈启发式原则产生一部分高质量可行解作为禁忌搜索算法的原始解,再通过禁忌搜索算法进行精细化搜索,进而找出问题最优策略[3]。为了解决生产任务分配问题,JoseFernandoGoncalves研究了一种混合的遗传算法,染色体使用随机键编码方法表示,在遗传算法进化过程中应用优先原则,根据参数化活动调度解码方法生成有效的调度方案,最后运用启发式原则对有效的调度方案进行局部精细化搜索,获得最优策略,仿真实验结果显示优化算法具备良好的性能[4]。

在我国,于海斌等针对于提前、拖期工件进行惩罚的单机调度问题,指出依托于“非”一致次序交叉算子的遗传算法[5]。徐智等提出了一种混合生产调度模型,通过将半成品原料分解为连续生产中各阶段的生产任务,设计了一种高效的调度方法,把分派准则应用在遗传算法中去解决生产任务分配。张宇等针对于调度系统急需解决的降低复杂度及动态调度的快速响应的问题,提出了一种依托于多代理方法的作业车间调度模型,提出了依托于多代理的车间作业优化调度体系结构,并研发了原型系统[6]。李艳君等针对于柔性流程工业生产调度的问题具有的多目标、混合动力学特性、调度实时性等特性,指出一种新的并行多目标遗传算法,采用目标分级评价技术,将解的最优性和决策者对目标的偏好信息内容相结合。为体现此类问题的混合特点,指出一种新的双层编码方案,在优化算法中使用递阶分解并行方法,大幅降低了计算时长。唐立新等针对于混合流水车间调度问题构建了混合整数规划模型,指出将遗传下降优化算法与最优分配准则相结合,不仅能够产生初始可行解,同时确保交叉和变异后解依然有效,并且在遗传算法中嵌入邻域下降策略[7]。王万良等将Hopfield神经网络应用于解决生产任务分配,并总结了基于Hopfield神经网络生产任务分配方法[8]。王笑蓉等把蚁群算法应用于车间任务分配。优化算法中,流水作业的任务分配问题通常用有向图表示,人工蚁信息素残留在有向图上,在图上搜索出问题的可行解。优化算法中的信息素踪迹更新过程做为蚁群间的间接性通讯体制,指引一整个蚁群收敛到的问题的优化解。由于停滞状态脱离和信息素踪迹限制二者的影响,在信息素更新时有助于人工蚁摆脱陷入局部最优解[9]。

1.3本文主要内容

本文由5个章节构成,主要内容如下:

第一章:绪论。简要介绍了研究内容的背景和研究意义,对主要问题特点进行了详细的描述,同时综述了车间生产任务分配问题国内外的一些研究进展,现有PSO算法求解生产任务分配问题的相关问题,最后理清论文安排。

第二章为“现有生产任务分配问题的分类情况,以及相对应的描述和研究”,重点描述生产任务分配问题的基本概念、分类情况、主要的研究模型和理论方法。

第三章主要根据粒子群的实现思路、算法流程,具体介绍“粒子群优化算法”在生产任务分配重的应用。

第四章为“求解生产任务分配问题的粒子群优化算法”,根据生产任务分配问题的现存的问题特征,提出了符合实际问题的编码方案,将粒子群优化算法结合到生产任务分配问题当中去。

第五章为“总结与展望”,分析粒子群优化算法求解的生产任务分配问题,总结全文内容,分析所提算法的问题及优势,为下一步工作做打算。

⛳️ 运行结果

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