基於約束的Job Shop調度方法研究是一項學術研究。
基本介紹
- 中文名：基於約束的Job Shop調度方法研究
- 外文名：Research on job shop scheduling approaches based on constraints
- 論文作者：尹靜
- 學科專業：管理科學與工程
- 學位級別：博士論文
- 學位授予單位：北京科技大學
- 導師：李鐵克指導
- 學位授予時間：2007
- 關鍵字：企業管理 生產調度 專家系統
- 館藏號：F273
- 館藏目錄：2009\F273\18
中文摘要
生產調度問題的突出特點是其複雜性，主要表現在大規模靜態問題的計算複雜性和動態環境下的信息不確定性，其中動態調度環境又可分為全局信息不全的線上調度環境和發生動態擾動後的重調度環境。本文圍繞這三類不同情形下的Job Shop調度問題，採用源於人工智慧領域的約束滿足技術，結合專家系統和鄰域搜尋等最佳化方法展開了研究，主要內容包括：
(1)針對約束滿足求解技術中的變數排序，提出了量化問題特徵的五項指標和相關參數。分別從約束連通度、變數約束偏差、約束緊度、規模及資源利用率偏差等角度對現有典型變數排序算法進行分析評價，明確了算法效果與問題特徵之間的相對適應度，為後續研究奠定了理論基礎。
(2)對於大規模靜態Job Shop調度問題，根據約束網路拓撲關係，構造了變數的鄰域空間結構，通過引入活動變數和穩定變數的概念，進一步拓展為多級層次模型，在此基礎上提出了多級鄰域變數排序算法。數據實驗表明該算法能夠引導當前搜尋移動到容易檢測的衝突狀態，有效提高了大規模Job Shop調度問題的求解效率。
(3)針對作業到達時間隨機分布Job Shop線上調度問題，提出了基於約束最佳化的線上調度算法。算法利用預測控制中的滾動最佳化思想，採用間隔性滾動機制與關鍵事件驅動相結合的調度策略，通過將鄰域搜尋嵌入約束滿足求解過程實現疊代最佳化。仿真實驗結果表明該方法有效控制了問題的求解規模，能夠兼顧調度的穩定性和實時性。
(4)針對機器故障和工件加工時間異常的動態調度問題，採用動態約束滿足求解思想，提出了時間參數修復算法和基於設備剩餘能力的重調度算法。在此基礎上開發了動態調度專家系統，通過建立完善的約束知識網路和推理機制，實現了生產過程監控、異常事件報警以及重調度等主要功能。最後以煉鋼-連鑄生產過程為仿真實例，驗證了系統對於擾動事件的處理能力。
