《基於資源節點特性建模的製造格線複雜調度問題求解》是依託武漢理工大學，由尹勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於資源節點特性建模的製造格線複雜調度問題求解
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：尹勇
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對製造格線環境下複雜調度對象的複雜調度問題，從複雜網路系統理論的角度出發，將製造格線的多資源動態調度網路抽象為複雜網路，利用資源節點動力學特性對複雜調度對象建模，在此基礎上對製造格線的這類多資源動態調度的複雜調度問題求解方法展開研究。具體為：建立複雜調度網路資源節點無尺度模型，利用統計物理學方法分析製造格線複雜調度網路系統特性並獲取其動力學參量；通過對各資源節點的網路化描述和表達，分析製造格線複雜調度對象的複雜關聯約束；設計以最短加工時間、最少加工成本和最佳加工質量為最佳化指標的函式表達；尋求兼顧求解規模、求解速度及全局最佳化性能的複雜調度問題的求解方法。所採用的研究方法和手段為解決製造格線的複雜調度問題提供新的角度和方法，以提高製造格線環境下複雜調度問題的全局最佳化調度和控制能力，為完整而全面地研究製造格線的套用奠定基礎，同時也為複雜網路系統相關理論和方法提供套用範例。
結題摘要
本課題從2012年1月開始執行，到2014年12月結題，主要對以下內容展開研究： （1）製造格線複雜調度網路特性分析及資源節點建模 針對此部分研究內容，課題從全局的角度出發，將製造格線資源節點作為複雜網路節點，根據每個製造任務的事件數目以及各個具體事件、每個事件所需的資源節點數服從的分布、每個資源節點被選中的機率分布（即每個資源節點的使用頻率）的特性，建立能深刻刻畫製造格線複雜調度網路的分散式、異構、動態特徵等複雜特性的製造格線複雜調度系統資源節點無尺度網路模型。該部分研究內容發表論文2篇，申請國家發明專利1項。 （2）製造格線複雜調度任務關聯約束分析及動力學參量獲取 針對此部分研究內容，課題從複雜網路系統的角度出發對製造格線環境下複雜調度對象進行網路化描述，依據基於複雜網路理論的視覺建立製造格線系統的複雜網路模型，對製造格線本身的動力學參數，包括資源節點的度及其分布、節點角色、平均最短路徑和聚集係數等進行分析；最後以製造任務為例，結合傳統的智慧型選擇算法，對製造格線的資源節點進行選擇，提高了選擇的最佳性能。該部分研究內容發表論文3篇。 （3）製造格線複雜資源調度最佳化目標 針對此部分研究內容，課題從製造格線多資源動態複雜調度的實際需求出發，根據製造任務的要求，擬設計3個最佳化調度的指標：完工時間最短Tmin、加工和物流成本最低Cmin、質量最優Qbes，分析製造格線複雜資源調度最佳化目標與資源節點動力學參量的映射和關係。該部分研究內容發表論文2篇。 （4）製造格線複雜調度問題全局最佳化求解方法 課題在製造格線資源調度系統的複雜調度問題相關的全局和局部特徵的基礎上，提出一種兼顧求解規模、求解速度以及全局最佳化性能的複雜調度問題的求解方法。考慮到在實際製造格線運行時，製造作業車間資源節點具有重大意義，課題以製造作業車間資源節點為研究對象，建立作業車間設備預防性維護與調度集成最佳化的數學模型，以減少最大完工時間、總生產成本和平均總維修成本為目標；然後在基於Pareto 機制的基礎上，採用DE算法進行求解，並針對多目標最佳化問題就變異運算元以及新種群的產生策略進行調整，設計了相應的編碼、解碼以及Pareto算法流程，以達到提高設備的可靠性、按期交貨和節省成本的目的。該部分研究內容發表論文4篇，出版專著1部。
