基于改进粒子群算法求解分布式多工厂生产调度问题
2021-08-13王仕存唐敦兵朱海华聂庆炜潘俊峰杨雷
王仕存,唐敦兵,朱海华,聂庆炜,潘俊峰,杨雷
(1. 南京航空航天大学 机电学院,江苏 南京 210016;2. 江苏天安智联科技股份有限公司,江苏 无锡 214171)
0 引言
随着云制造[1]和生产全球化的不断发展,基于云平台的大规模协同制造渐渐成为国内外制造业研究的重点。在此背景下,传统集中式制造工厂渐渐向分布式工厂转变[2]。随着工厂数目的增多,传统的车间调度已难以满足云平台的需要。如何对各个分布式工厂的生产任务进行合理有效的调度,已成为当前迫切需要解决的问题。
近年来,国内外对分布式多工厂生产调度问题(distributed multi-plants production scheduling problem,DMPPSP)进行了相关的研究。根据车间之间是否存在交互,本文将每个工厂划分为多个独立的柔性制造单元(flexible manufacturing unit,FMU),把DMPPSP转化为分布式柔性车间调度问题(distributed and flexible job shop scheduling problem, DFJSP),从而解决了DMPPSP的问题。
由于该问题包含柔性作业车间调度问题(flexible job shop scheduling problem, FJSP),属于NP-hard问题[3],目前研究多采用智能优化算法进行求解。在国外,CHAOUCH I等[4]在混合蚁群算法的基础上提出了一套新型的动态调度规则,高效求解了DMPPSP;MARZOUKI B等[5]为了得到最小化、最大完工时间,采用了基于化学反应优化的元启发式算法进行求解;在国内,吴锐等[6]设计了一种包含三维向量的编码方案,运用改进人工蚁群算法提升了算法的局部搜索能力。这些研究都在一定程度上解决了DMPPSP,但其算法多数存在不确定性大、易陷入局部最优解的缺陷。
本文将DMPPSP转化为DFJSP,提出了一种改进的混合粒子群算法,提高了全局搜索能力,实现了以最小化、最大完工时间为目标的分布式多工厂生产调度问题的求解。……
