ｔｏ
ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｃａｎ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ
ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ
ｒｅｓｏｕｒｃｅ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｂｙ ｗｅ
Ｊｏｂ．ｓｈｏｐ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
Ｐｒｏｂｌｅｍ，ＦＪＳＰ）由于突破了资源唯
一性限制，减少了机器的约束，每道工序可由多个不同的机器完成，从而使车 间调度问题更加符合生产实践。柔性车间调度问题相对经典车间调度问题
Ｏｏｂ—ｓｈｏｐ
Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
Ｐｒｏｂｌｅｍ，ＪＳＰ）而言提高了问题的复杂性，所以与经典车间调
ｊｏｂ ｓｈ叩
ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ｂａｓｉｎｇ
ｂｒａｎｃｈ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ
ｂｒａｎｃｈ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
ａ
ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｏｐｅｒａｔｏｒ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ，Ｕｓｉｎｇ
ｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅ
ｃｏｎｖｅｒｇｅ ｑｕｉｃｋｌｙ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｎｄ
ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｓｏｌｖｉｎｇ．Ｉｔ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ
ａｎｄ
ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，Ｔｈｅ
随机性：车间调度中有很多随机和不确定的因素。如工件达到时间的不确定性，
指导教师签名：
日
期：
内蒙古大学硕士学位论文
第一章
绪论
调度问题考虑的是随着时间的变化，如何调度有限的资源在执行任务的同时满足特定约 束。有效的计划与调度优化算法能增加产出、减少周转时间，是实现先进制造和提高生产效 益的基础和关键。改善调度优化算法，可大大提高生产效益和资源利用率，进而增强企业的 竞争能力，其研究也具有重要的理论意义和实用价值。
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｉｎ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｊｏｂ ｓｈｏｐ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｓ
ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ
ａ
ｓｏｌｉｄ
ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ ａｎｄ
Ｊｏｂ
Ｓｈｏｐ是最一般的调度类型，不同的作业具有不同的加工操作和加工顺序，并不限制
作业的加工设备；Ｆｌｏｗ Ｓｈｏｐ是所有作业都在同样的设备上加工，并有一致的加工操作和加
工顺序；单机是所有操作都在单台机器上完成；多任务并行机是每道加工工序有多个等同设
内蒙古大学硕士学位论文
备或者统一设备，并且任何生产任务都要求其每道工序只能在这些设备中的一个加工。 （２）根据作业的加工特点，车间调度问题可以分为静态调度和动态调度。 静态调度是指所有等待安排加上的任务均处于等待加工状态，因而进行一次调度后，各 项生产任务的操作被确定，在以后的加工过程中就不再改变。 动态调度是指如果各项生产任务依次进入待加工状态，各种生产任务和操作进入生产系 统接收加工。但由于生产作业环境中不断出现的各种扰动因素，如加工超时或提前、设备故 障等，预定的调度计划遭到破坏，因此，要根据生产系统实际情况的变化，不断进行生产调 度，即动态调度。 （３）根据生产任务的特点，调度问题可分为确定型调度问题和随机型调度问题。 确定型调度问题是指生产任务的各项操作的时间以及其他有关参数是已知的、确定的量。 随机型调度问题是指生产任务的各项操作的时间以及其他有关参数是随机变量。 １．３车间调度问题的特点 约束性：车间调度问题中可用资源的数量、工件到期时间以及工件的操作顺序 等都是约束。工件必须按照顺序在机床上处理。 Ｑ 复杂性：车间中工件、机器和搬运系统之间相互影响、相互作用。每个工件又 要考虑它的加工时间、安装时间和操作顺序等因素，因而相当复杂。调度闷题 是在等式或不等式约束下求指标的优化，在计算量上往往是ＮＰ－ｈａｒｄ问题，随 着问题规模的增大，其计算量急剧增加，使得一些常规的方法无能为力，随调 度规模的增大，问题可行解得数量呈指数级增加，因而求解非常困难。 ◇
ｏｆ ｔｈｅ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｒａｎｃｈ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ｃａｎ
ｑｕｉｃｋｌｙ ｇｅｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
ｗｉｔｈ ｍｏｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
作了明确的说明并表示谢意．
学位论文作者签名： 日 期：
指导教师签名：
日 期：
在学期间研究成果使用承诺书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全
部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，
ｅｎａｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｔａｒｇｅｔ ｖａｌｕｅ．ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅｎｅｓｓ
ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ，ａｎｄ
ｂｅ
ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｉｎ ｍａｃｈｉｎｅｓ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ，ｅｖｅｒｙ
度问题相比更加接近实际生产环境。改善调度优化算法，可大大提高生产效益 和资源利用率，进而增强企业的竞争能力，其研究也具有重要的理论意义和实 用价值。 本文选择以柔性作业车间的生产调度为研究对象，以分部遗传算法为基础，
利用分部编码方法及分部遗传算子，采用双种群选择策略，并保留了原父代的
优良性质，有效的保证了遗传后代的可行性，并结合自适应函数，对具有路径 柔性的作业车间调度问题进行了系统的研究，完成了柔性车间调度问题模型的 建立以及用于该调度问题的分部遗传算法的设计与实现。通过大量典型算例的 研究，研究结果表明分部遗传算法能够较好的得到调度方案，而且运算收敛速 度较快，具有较强的求解效率和质量，有利于生产计划和实际生产调度相结合。 分部遗传算法在解决柔性车间调度问题上的有效性的研究成果为进一步研究和 开发车间调度理论打下了一定的基础。
ａ ｒｅｓｏｕｒｃｅ
ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅ ｇｏａｌ
ｍａｉｎｌｙ ｈｏｗ
ｔｏ
ｄｉｓｐａｔｃｈ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｅｄ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ｉｎ ｔｈｅ
ｔｏ
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｄａｔｅ
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ｔｉｍｅ
ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ，ａｎｄ
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ｇｅｎｅｔｉｃ ｆｕｔｕｒｅ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
ｔｈｅ
ｂａｓｉｃ
ｔｈｅｏｒｙ
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ｔｈｅ
ｆｌｅｘｉｂｌｅ
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ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ，ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
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ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ
ａ
ｊｏｂ—ｓｈｏｐ
ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，Ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ
ｊｏｂ ｓｈｏｐ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ．
ＫＥＹ
ＷＯＲＤＳ：
Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｊｏｂ Ｓｈｏｐ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｂｒａｎｃｈ Ｃｏｄｅ，Ａｄａｐｔｉｖｅ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，
原创性声明
本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除本文已 经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得凼墓直盔堂及
调度理论研究的开始：６０－７０年代建立了调度理论的主体（经典调度理论）并重视调度复杂性的 研究。随着７０年代后期调度理论研究的深入及各种交叉学科的发展，又涌现出了许多新的车 间调度理论与方法【ｌ－２１。 车间调度问题则是调度问题的一个子集，实际上是一个资源分配问题，这里的资源分配 主要指设备资源，问题的求解目标主要是要找到一个可以使作业能被“最优’’完成的方案。 通常车间调度问题约束的数目很大，使得该问题成为一个ＮＰ．ｈａｒｄ问题。好的生产调度能提 高资源的利用率和操作管理水平，生产出具有竞争力的产品。车间的调度优化工作，因其在 提高生产效率，降低生产成本等方面所起的重要作用，正越来越受到学者们的关注。 １．２车间调度问题的描述、分类 从数学规划的角度看，车间调度可表达为在等式或不等式约束下，对一个或多个目标函 数的优化。现代典型的车间调度问题是：将作业均衡地安排到各处理机上，并合理地安排作 业的加工次序和开始时间，使约束条件被满足，同时优化一些性能指标。 对于车间调度问题，按照不同的分类标准，可分为以下三种类型【”】： （１）根据加工系统得复杂程度可分为Ｊｏｂ Ｓｈｏｐ、Ｆｌｏｗ Ｓｈｏｐ、单机和多任务并行机。
ｃａｎ
ｅｎｈａｎｃ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ’ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ，ｔｈｅ
ｓｔｕｄｙ ａｌｓｏ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．
Ｉｎ
ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｍａｉｎｌｙ
ｏｎ

ｒｅｓｅａｒｃｈ
ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ
ｅｘａｍｐｌｅｓ ａｎｄ ｂａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｓｔｕｄｉｅｓ，ｗｅ ｂｕｉｌｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ