制造過程智能優(yōu)化調(diào)度算法及其應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書是關(guān)于制造過程智能優(yōu)化調(diào)度算法的一本專著，是在作者多年來對制造過程智能優(yōu)化調(diào)度理論與算法的研究、教學(xué)和工程實踐的基礎(chǔ)上撰寫的。本書首先對制造過程調(diào)度問題進(jìn)行了描述和分類，然后總結(jié)了面向制造過程調(diào)度問題的遺傳算法和禁忌搜索算法的設(shè)計方法。在此基礎(chǔ)上，以作者近年來在該領(lǐng)域的研究成果為主，系統(tǒng)論述了求解不同調(diào)度目標(biāo)和不同約束條件的并行機(jī)、Flow Shop和Job Shop等制造過程調(diào)度問題的進(jìn)化計算和禁忌搜索等算法。本書最后介紹了制造過程智能優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)及其實施方法，并闡述了應(yīng)用智能優(yōu)化調(diào)度算法解決實際制造過程調(diào)度問題的一些基本思路?！　”緯勺鳛楦叩仍盒?、科研院所和制造企業(yè)中從事國防和民用工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究和工程應(yīng)用的科技人員的參考書，也可作為高等院校和科研院所自動化、計算機(jī)、機(jī)械工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)、工業(yè)工程和管理工程等相關(guān)專業(yè)的博士生、碩士生及高年級本科生的教材及參考書。

作者簡介

劉民，男，1965年12月出生，清華大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)博士畢業(yè)。現(xiàn)任清華大學(xué)自動化系教授、國家CIMS工程技術(shù)研究中心主任助理／智能優(yōu)化與控制研究室主任。擔(dān)任全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會委員、自動化科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會主任、《科學(xué)通報》特邀編輯、中國自動化學(xué)會名詞委員會常務(wù)副主任、中國人工智能學(xué)會副秘書長／常務(wù)理事、中國人工智能學(xué)會人工智能基礎(chǔ)專業(yè)委員會副主任、國家973計劃項目專家組成員等學(xué)術(shù)兼職，及《控制與決策》、《信息與控制》和《控制工程》等學(xué)術(shù)刊物編委。近年來一直從事復(fù)雜生產(chǎn)過程智能建模、智能調(diào)度與智能操作優(yōu)化，智能制造執(zhí)行系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng)、行業(yè)關(guān)鍵裝備的自動化和智能化等研究方向的科研工作，并承擔(dān)“制造過程調(diào)度理論及其應(yīng)用”和“制造執(zhí)行系統(tǒng)及其應(yīng)用”等研究生專業(yè)課程。已主持國家973計劃項目課題、國家863計劃課題、國家自然科學(xué)基金項目、國家科技部中英科技合作基金和清華大學(xué)985規(guī)劃先進(jìn)制造學(xué)科群重點基金項目等國家、省部級及其他科研項目共20多項。曾獲國家科技進(jìn)步獎二等獎（排名第一）、廣東省科學(xué)技術(shù)獎一等獎（排名第一）、中國紡織工業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步獎一等獎（排名第一）和國防科學(xué)技術(shù)獎二等獎等多項國家或省部級科技獎勵，入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃。在國內(nèi)外刊物和會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100多篇，其中被SCI/EI檢索60多篇。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  制造過程調(diào)度問題的概念  1.2　制造過程調(diào)度技術(shù)的研究意義  1.3  制造過程調(diào)度算法研究概述第2章  制造過程調(diào)度問題描述及分類  2.1  調(diào)度問題的基本概念及一般描述    2.1.1  調(diào)度問題主要變量說明    2.1.2　典型調(diào)度問題一般描述    2.1.3  調(diào)度性能指標(biāo)及調(diào)度問題解的分類  2.2　調(diào)度問題的三元表示法    2.2.1  α/β/γ三元表示法簡介    2.2.2　調(diào)度問題三元表示法舉例  2.3　調(diào)度問題的析取圖表示法    2.3.1  析取圖表示法簡介    2.3.2　析取圖的性質(zhì)  2.4　調(diào)度問題的分類第3章  求解制造過程調(diào)度問題的進(jìn)化計箕方法  3.1　遺傳算法簡述    3.1.1  概述    3.1.2　染色體編碼方式　　3.1.3　種群初始化萬法　　3.1.4　選擇方法　　3.1.5  交叉方法　　3.1.6  變異方法　3.2　面向制造過程調(diào)度問題的遺傳算法的設(shè)計方法　  3.2.1  交叉方法  　3.2.2  變異方法　  3.2.3  混合遺傳算法的構(gòu)造方法　3.3　求解并行機(jī)調(diào)度問題的遺傳算法　  3.3.1  求解最小化完工時間并行機(jī)調(diào)度問題的遺傳算法　  3.3.2  求解最小化拖期工件數(shù)并行機(jī)調(diào)度問題的遺傳算法  　3.3.3  求解提前／拖后并行機(jī)調(diào)度問題的遺傳算法　  3.3.4  求解帶特殊工藝約束并行機(jī)調(diào)度問題的遺傳算法　  3.3.5  求解具有工件釋放時間并行機(jī)調(diào)度問題的遺傳算法　3.4　求解Flow shop調(diào)度問題的遺傳算法　  3.4.1  求解Flow Shop調(diào)度問題的啟發(fā)式方法　  3.4.2  求解Flow shop調(diào)度問題的chen遺傳算法和Etiler遺傳算法　  3.4.3  求解Flow shop調(diào)度問題的Murata遺傳算法　3.5　求解Job shop調(diào)度問題的遺傳算法  　3.5.1  Job Shop調(diào)度問題的Benchmark實例　  3.5.2　Job Shop調(diào)度問題實例難易程度近似定量評價方法　  3.5.3  面向Job shop調(diào)度問題的遺傳算法中染色體的編碼方式　……第4章　求解制造過程調(diào)度問題的禁忌搜索方法第5章　制造過程智能優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)及其實施方法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　制造過程調(diào)度問題的概念　　制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的經(jīng)濟(jì)普查數(shù)據(jù)顯示：2005年制造企業(yè)已占我國工業(yè)企業(yè)總數(shù)的91.6％，其主營業(yè)務(wù)收入和利潤分別占我國工業(yè)企業(yè)的86.8％和73.1％。因此，制造業(yè)對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有不可替代的作用，其發(fā)展?fàn)顩r直接影響到國家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和綜合國力。同時，制造業(yè)（尤其是裝備制造業(yè)）是為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，而現(xiàn)代化的裝備制造業(yè)更是國家工業(yè)化和國防現(xiàn)代化的根本保證?！　“串a(chǎn)品制造過程的特點，可將制造業(yè)分為連續(xù)（流程）型制造業(yè)、離散型制造業(yè)和半連續(xù)型制造業(yè)3種。在連續(xù)型制造業(yè)的制造過程（連續(xù)制造過程）中，產(chǎn)品的加工過程一般以連續(xù)方式進(jìn)行，原材料按照固定的工藝流程連續(xù)不斷地通過一系列設(shè)備或裝置加工成產(chǎn)品，如煉油、化工和水泥等制造過程。在離散型制造業(yè)的制造過程（離散制造過程）中，物料處于離散狀態(tài)，各類產(chǎn)品的工藝流程常有較大差異，物料在各機(jī)器上的加工過程一般以非連續(xù)方式進(jìn)行，如機(jī)械、電子、汽車和家電等制造企業(yè)均屬于典型的離散型制造業(yè)，導(dǎo)彈、飛機(jī)、常規(guī)武器、軍車和軍用電子設(shè)備等大多數(shù)國防工業(yè)產(chǎn)品的制造企業(yè)也均屬于離散型制造業(yè)。半連續(xù)型制造業(yè)的制造過程（半連續(xù)制造過程）則同時包含離散制造過程和連續(xù)制造過程，如鋼鐵、有色金屬、紡織和食品等制造過程。

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