商品簡介
本書是作者對柔性作業車間調度研究成果的系統總結。在車間實際生產過程中，工件在設備上的裝卸調整及其在不同設備間的運輸等輔助作業會對生產調度產生較大影響，因此，本書通過對考慮調整時間、運輸時間等輔助時間約束的柔性作業車間調度問題進行研究，並設計改進遺傳算法、改進模因算法以及混合優化算法對不同問題進行求解，最後結合車間的實際生產數據進行實例驗證與分析，為製造企業提供參考。本書可作為高等院校智能製造工程、工業工程、機械設計製造及其自動化等專業學生的教學用書，也可作為研究車間調度、群體智能、優化算法等相關領域與專業的研究生及研究人員的參考用書。
作者簡介
張國輝，鄭州航空工業管理學院教授，主要研究智能優化算法及其在車間調度和在其他方面中的應用。發表國內外期刊論文60余篇，出版專著2部，獲得自然科學獎一等獎1項。河南省學術技術帶頭人，河南省科技創新杰出青年，中國機械工程學會高ji會員，中國機械工程學會工業大數據與智能系統分會委員，中國仿真學會智能仿真優化與調度專業委員會委員，河南省機械工程學會工業工程專業委員會理事。
名人/編輯推薦
柔性作業車間調度問題(Flexible Job Shop Scheduling Problem, FJSP)是傳統作業車間調度(Job Shop Scheduling Problem, JSP)的延伸，對工件的工序排序和機器選擇同時提出優化的要求，很大程度上增加了調度的靈活性和計算的複雜度。在實際加工過程中，由於工件的運輸安裝與定位、機器的調整、工作臺的清掃和清屑等時間占總加工時間的90%以上。在這樣的情況下，需要考慮輔助作業產生的更加符合實際生產狀況的調度方案。本書基於國家自然科學基金（U1904167）、河南省教育廳高校科技創新團隊（21IRTSTHN018）等項目成果編寫。
序
柔性作業車間調度問題是傳統作業車間調度的延伸，對工件的工序排序和機器選擇同時提出優化的要求，很大程度上增加了調度的靈活性和計算的複雜度。在實際加工過程中，工件的運輸安裝與定位、機器的調整、工作臺的清掃和清屑等時間在總加工時間中占比很大。在這樣的情況下，需要考慮更加符合實際生產狀況的調度方案。
本書共分為7章。第1章為概述，綜合介紹了調度問題的背景、意義和分類以及多約束柔性作業車間調度問題的研究現狀和求解方法。
第2章，將調整時間和加工時間作為獨立因素進行考慮，以最大完工時間最小為優化目標，建立了考慮調整時間的柔性作業車間調度問題模型。通過對遺傳算法進行改進，對提出的模型進行求解。
第3章，建立了考慮運輸時間的數學模型，在傳統遺傳算法的基礎上，提出了一種改進的遺傳算法，該算法提出了一種根據問題特徵的操作左移插入方法對染色體進行解碼，以獲得主動調度解。
第4章，提出了用一種改進的模因算法（improved memetic algorithm，IMA）來解決具有運輸時間的柔性作業車間調度問題。在IMA中，採用了一種有效的模擬退火算法作為局部搜索方法，該算法結合了精英庫和變異操作。
第5章，研究了考慮帶運輸時間和調整時間的單目標柔性作業車間調度問題，建立了一種混合整數規劃模型，提出了改進的模因算法，採用全局加局部的搜索框架，設計了一種機器鄰域結構，提升了算法搜索效率和效果。
第6章，提出了一種基於改進的遺傳算法求解多目標多時間約束的柔性作業車間調度問題，其目標是最小化最大完工時間、最小化總調整時間和最小化總運輸時間。在改進的遺傳算法中，改進初始化方法，採用帶有人工配對的交叉方法來有效地保留好解和改進差解。
第7章，研究了帶運輸和調整時間的多目標柔性作業車間調度問題，其目標是最大完工時間、總負載、關鍵機器負載和提前/拖期懲罰值最小化，並且設計了一種混合多目標進化算法進行求解。
本書相關成果是在國家自然科學基金（U1904167）、河南省教育廳高校科技創新團隊（21IRTSTHN018）等項目資助下取得的。全書由鄭州航空工業管理學院管理工程學院張國輝博士完成，研究生衛世文、閆少峰、張得雨等參與了相關研究以及相關資料的收集、整理工作，在此對他們表示感謝。
本書在編寫過程中參閱了相關的參考書和文獻資料，主要參考文獻列在本書後面。在此對國內外相關作者表示衷心的感謝。
由於筆者的研究閱歷與學術水平的局限，本書難免存在疏漏之處，許多內容還有待於完善和深入研究，誠懇希望讀者批評指正。
張國輝
2023年4月
目次
1概述1
1.1調度問題的研究背景和意義1
1.2調度問題的描述和分類4
1.3多時間約束柔性作業車間調度研究現狀5
1.4柔性作業車間調度問題的求解方法7
1.5章節結構14
2基於遺傳算法求解帶調整時間的柔性作業車間調度17
2.1遺傳算法介紹17
2.2問題描述與數學模型19
2.3改進遺傳算法求解FJSP_S20
2.4實驗結果與分析31
3基於遺傳算法求解帶運輸時間的柔性作業車間調度34
3.1引言34
3.2問題描述與數學模型35
3.3改進遺傳算法求解FJSP_T37
3.4實驗結果與分析41
4基於改進模因算法求解帶運輸時間的柔性作業車間調度44
4.1引言44
4.2問題描述與數學模型45
4.3改進模因算法求解FJSP_T48
4.4實驗結果與分析54
5基於改進模因算法求解帶調整和運輸時間的柔性作業車間調度61
5.1引言61
5.2數學模型與鄰域結構62
5.3改進模因算法求解FJSP_T/S66
5.4實驗結果與分析71
6基於遺傳算法求解帶調整和運輸時間的多目標柔性作業車間調度75
6.1引言75
6.2問題描述與數學模型77
6.3改進遺傳算法求解多目標FJSP_T/S79
6.4實驗結果與分析87
7基於混合優化算法求解帶調整和運輸時間的多目標柔性作業車間調度92
7.1引言92
7.2網絡圖模型與鄰域結構93
7.3混合多目標進化算法求解多目標FJSP_T/S98
7.4實驗結果與分析102
參考文獻116
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