不确定条件下基于分群策略的柔性Flow Shop调度问题研究

批准号:
71301124
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.5 万元
负责人:
王恺
依托单位:
学科分类:
G0108.工业工程与质量管理
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈志刚、刘汕、张熠、刘雯、蔡仕金、胡鹏、刘祝智
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中文摘要
柔性制造环境下的车间生产调度问题具有复杂性、不确定性、多约束等特点,是近年来生产管理和组合优化领域的重点和难点课题。本项目旨在应用运筹学、人工智能和Holonic制造系统(HMS)等学科相关理论和方法,采用分群策略研究不确定条件下的柔性Flow Shop生产调度问题,具有前沿性和探索性。主要研究内容是:分析HMS体系结构和运行机制,建立柔性Flow Shop的Holonic调度模型;依据随机特性分群的思想,研究基于聚类算法的资源Holon(加工机器)自组织机制;采用机器学习和仿真方法,建立Holon群随机特性的预测模型,实现不同生产环境下调度方法的自适应选择;引入基于数据挖掘的种群更新策略,探讨元启发式优化算法对资源Holon自治调度问题的求解效率;采用基于Q-学习和合同网协议的协商调度方法,提高资源Holon动态环境下的协调能力。研究成果将为解决不确定条件下的生产调度问题提供创新方法。
英文摘要
Scheduling in flexible manufacturing environment is characterized by high complexity, inherent uncertainty, and multi-constraint. As an NP-hard combinatorial optimization problem, it has attracted considerable attention of the researchers in both academia and industry. By incorporating operational research and artificial intelligence techniques, this project aims to develop a holonic scheduling model to solve flexible flow shop (FFS) problems under uncertainties. This project mainly covers the following research topics: (1) establishing a holonic scheduling architecture for FFS problems under uncertainties; (2) developing a cluster-based self-organization mechanism to generate holon clusters with different stochastic nature; (3) developing a procedure of approach assignment based on machine learning and simulation techniques to measure the stochastic nature of each holon cluster, and accordingly assigning a suitable approach for schedule generation; (4) establishing a data-mining-based chromosome generation mechanism to improve the performance of population-based meta-heuristic; (5) integrating Q-learning with Contract Net Protocol to provide better adaptability and responsiveness in the face of disturbances. The proposed holonic scheduling model of this project provides a promising methodology to solve FFS scheduling problems under uncertainties, and hence offers great academic and practical potential in real-world production scheduling.
柔性制造环境下的车间生产调度问题是近年来生产管理和组合优化领域的重点和难点课题,具有复杂性、不确定性、多约束等特点。本项目综合运用运筹学、人工智能和Holonic制造系统(HMS)等学科相关理论和方法,采用分群策略求解不确定条件下的柔性Flow Shop生产调度问题。主要研究成果包括:构建了柔性Flow Shop的Holonic调度模型;根据随机特性分群的思想,建立了基于聚类算法的资源Holon(加工机器)自组织机制;采用机器学习和仿真方法,提出了Holon群随机特性的预测模型,该模型可实现不同生产环境下调度方法的自适应选择;引入基于数据挖掘的种群更新策略,提高了元启发式优化算法对资源Holon自治调度问题的求解效率;采用基于Q-学习和合同网协议的协商调度方法,加强了资源Holon动态环境下的协调能力。本项目的研究成果为不确定条件下生产调度问题的求解提供了创新方法,具有较高的理论意义和实际应用价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.rcim.2016.01.008
发表时间:2017-06
期刊:Robotics and Computer-integrated Manufacturing
影响因子:10.4
作者:H. Luo;Kai Wang;Xiang T. R. Kong;Shaoping Lu;T. Qu
通讯作者:H. Luo;Kai Wang;Xiang T. R. Kong;Shaoping Lu;T. Qu
DOI:10.1080/00207543.2016.1193246
发表时间:2016-06
期刊:International Journal of Production Research
影响因子:9.2
作者:K. Wang;W. Ma;H. Luo;H. Qin
通讯作者:K. Wang;W. Ma;H. Luo;H. Qin
DOI:--
发表时间:2016
期刊:统计与决策
影响因子:--
作者:姜文杰;赖一飞;王恺
通讯作者:王恺
Development and comparison of multiple genetic algorithms and heuristics for assembly production planning
用于装配生产规划的多种遗传算法和启发式的开发和比较
DOI:10.1093/imaman/dpu016
发表时间:2016-04
期刊:IMA Journal of Management Mathematics
影响因子:1.7
作者:Lu, H.;He, L.;Huang, G. Q.;Wang K.(王恺)
通讯作者:Wang K.(王恺)
An estimation of distribution algorithm for hybrid flow shop scheduling under stochastic processing times
随机加工时间下混合流水车间调度分配算法的估计
DOI:10.1080/00207543.2014.930535
发表时间:2014-11
期刊:International Journal of Production Research
影响因子:9.2
作者:Wang K;Choi SH;Qin H
通讯作者:Qin H
重大疫情下多社区家庭医疗服务资源优化管理研究
- 批准号:72171179
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:49万元
- 批准年份:2021
- 负责人:王恺
- 依托单位:
非常规突发事件下多医院手术室联合计划与调度研究
- 批准号:71671131
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:王恺
- 依托单位:
国内基金
海外基金
