柔性加工時間自動化製造單元調度理論與方法

第1章 緒論 1
1.1引言 1
1.2柔性自動化製造單元調度概述 2
1.3柔性自動化製造單元調度問題的分類 5
1.3.1單目標調度問題 6
1.3.2多目標調度問題 8
1.3.3多工件調度問題 10
1.3.4多機器人調度問題 12
1.4本書內容概要 16

第2章 相關理論與方法 18
2.1量子進化演算法概述 18
2.1.1基本量子進化演算法概述 19
2.1.2量子進化演算法的改進研究 21
2.1.3量子進化演算法的拓展與應用 23
2.2分支定界演算法概述 25
2.2.1分支定界演算法的基本思想 26
2.2.2分支與定界 26
2.2.3分支節點的選擇 27
2.3混合整數規劃法概述 27
2.3.1混合整數規劃的定義 27
2.3.2混合整數規劃模型的解法 27
2.3.3優化軟體CPLEX簡介 28
2.4本章小結 30

第3章 柔性自動化製造單元單目標調度 31
3.1引言 31
3.2問題描述及數學建模 32
3.2.1問題描述 32
3.2.2數學模型 35
3.3混合量子進化演算法 36
3.3.1傳統編解碼方式 36
3.3.2量子比特編碼 37
3.3.3個體初始化 38
3.3.4改進型解碼機制 39
3.3.5個體適應值評價 41
3.3.6不可行順序修復機制 41
3.3.7個體更新策略 42
3.3.8演算法流程圖 45
3.4演算法驗證與評價 45
3.4.1基準案例驗證 46
3.4.2隨機算例驗證 47
3.5本章小結 50

第4章 柔性自動化製造單元多目標調度 51
4.1 引言 51
4.2 問題描述及數學建模 53
4.2.1 問題描述及基本數學模型 53
4.2.2 改進的雙目標數學模型 55
4.3 Pareto最優解概述 56
4.4 多目標量子進化演算法 57
4.4.1 量子染色體編碼與解碼 58
4.4.2 個體適應值評價 59
4.4.3 混沌量子旋轉門 61
4.4.4 染色體變異操作 65
4.4.5 更新外部檔案 65
4.4.6 局部搜索策略 66
4.4.7 演算法實施步驟 69
4.5 演算法驗證與評價 70
4.5.1 測試算例概述 70
4.5.2 演算法測試結果 73
4.6 本章小結 77

第5章 可重入柔性自動化製造單元調度 79
5.1 引言 79
5.2 研究問題描述與假設 80
5.2.1 問題描述 80
5.2.2 參數與變數 81
5.3 數學建模 83
5.3.1 柔性加工時間約束建模 83
5.3.2 機器人搬運能力約束建模 84
5.3.3 工作站加工能力約束建模 84
5.4 研究問題的性質分析 85
5.4.1 最優生產週期T的下界 85
5.4.2 並行工作站實際使用數的上下界 86
5.4.3 在製品數上界 87
5.5 分支定界演算法 90
5.5.1 分支定界樹A 90
5.5.2 分支定界樹B 92
5.6 基於圖論的下界求解 93
5.6.1 圖論的基本概念 93
5.6.2 基於有向圖的下界求解 94
5.7 演算法步驟 95
5.8 演算法驗證 96
5.9 本章小結 99

第6章 柔性自動化混流製造單元流水車間調度 100
6.1 引言 100
6.2 研究問題的描述與假設 101
6.2.1 問題描述 101
6.2.2 參數與變數 101
6.3 數學建模 103
6.3.1 柔性加工時間約束建模 103
6.3.2 機器人搬運能力約束建模 104
6.3.3 工作站加工能力約束建模 105
6.4 數學模型 106
6.5 性質分析 107
6.6 分支定界演算法 110
6.6.1 分支定界樹A 111
6.6.2 分支定界樹B 114
6.6.3 分支定界樹C 116
6.7 演算法步驟 118
6.8 演算法驗證 119
6.8.1 基準案例驗證 120
6.8.2 隨機生成算例驗證 120
6.9 本章小結 125

第7章 柔性自動化混流製造單元作業車間調度 127
7.1 引言 127
7.2 研究問題的描述與假設 128
7.2.1 問題描述 128
7.2.2 參數與變數 129
7.3 混合整數規劃模型的建立 131
7.3.1 柔性加工時間約束建模 131
7.3.2 機器人搬運能力約束建模 131
7.3.3 工作站加工能力約束建模 132
7.4 應用驗證 133
7.4.1 基準案例驗證 133
7.4.2 隨機生成算例驗證 136
7.5 本章小結 137

第8章 柔性自動化製造單元多機器人調度 138
8.1 引言 138
8.2 問題描述及現有MIP模型 139
8.2.1 問題描述 139
8.2.2 現有MIP模型介紹 141
8.3 反例測試驗證 144
8.4 改進現有MIP模型 146
8.4.1 柔性加工時間約束重建模 146
8.4.2 機器人碰撞避免約束重建模 151
8.4.3 改進MIP模型 153
8.5 算例驗證與評價 154
8.5.1 基準案例驗證 154
8.5.2 隨機生成算例驗證 157
8.6 本章小結 160
參考文獻 162