柔性加工时间自动化制造单元调度理论与方法
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作者雷卫东 车阿大
出版社机械工业
ISBN9787111698975
出版时间2022-03
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定价59.8元
货号31384113
上书时间2024-06-29
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目录
前 言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 柔性自动化制造单元调度概述 2
1.3 柔性自动化制造单元调度问题的分类 5
1.3.1 单目标调度问题 6
1.3.2 多目标调度问题 8
1.3.3 多工件调度问题 10
1.3.4 多机器人调度问题 12
1.4 本书内容概要 16
第2章 相关理论与方法 18
2.1 量子进化算法概述 18
2.1.1 基本量子进化算法概述 19
2.1.2 量子进化算法的改进研究 21
2.1.3 量子进化算法的拓展与应用 23
2.2 分支定界算法概述 25
2.2.1 分支定界算法的基本思想 26
2.2.2 分支与定界 26
2.2.3 分支节点的选择 27
2.3 混合整数规划法概述 27
2.3.1 混合整数规划的定义 27
2.3.2 混合整数规划模型的解法 27
2.3.3 优化软件CPLEX简介 28
2.4 本章小结 30
第3章 柔性自动化制造单元单目标调度 31
3.1 引言 31
3.2 问题描述及数学建模 32
3.2.1 问题描述 32
3.2.2 数学模型 35
3.3 混合量子进化算法 36
3.3.1 传统编解码方式 36
3.3.2 量子比特编码 37
3.3.3 个体初始化 38
3.3.4 改进型解码机制 39
3.3.5 个体适应值评价 41
3.3.6 不可行顺序修复机制 41
3.3.7 个体更新策略 42
3.3.8 算法流程图 45
3.4 算法验证与评价 45
3.4.1 基准案例验证 46
3.4.2 随机算例验证 47
3.5 本章小结 50
第4章 柔性自动化制造单元多目标调度 51
4.1 引言 51
4.2 问题描述及数学建模 53
4.2.1 问题描述及基本数学模型 53
4.2.2 改进的双目标数学模型 55
4.3 Pareto最优解概述 56
4.4 多目标量子进化算法 57
4.4.1 量子染色体编码与解码 58
4.4.2 个体适应值评价 59
4.4.3 混沌量子旋转门 61
4.4.4 染色体变异操作 65
4.4.5 更新外部档案 65
4.4.6 局部搜索策略 66
4.4.7 算法实施步骤 69
4.5 算法验证与评价 70
4.5.1 测试算例概述 70
4.5.2 算法测试结果 73
4.6 本章小结 77
第5章 可重入柔性自动化制造单元调度 79
5.1 引言 79
5.2 研究问题描述与假设 80
5.2.1 问题描述 80
5.2.2 参数与变量 81
5.3 数学建模 83
5.3.1 柔性加工时间约束建模 83
5.3.2 机器人搬运能力约束建模 84
5.3.3 工作站加工能力约束建模 84
5.4 研究问题的性质分析 85
5.4.1 最优生产周期T的下界 85
5.4.2 并行工作站实际使用数的上下界 86
5.4.3 在制品数上界 87
5.5 分支定界算法 90
5.5.1 分支定界树A 90
5.5.2 分支定界树B 92
5.6 基于图论的下界求解 93
5.6.1 图论的基本概念 93
5.6.2 基于有向图的下界求解 94
5.7 算法步骤 95
5.8 算法验证 96
5.9 本章小结 99
第6章 柔性自动化混流制造单元流水车间调度 100
6.1 引言 100
6.2 研究问题的描述与假设 101
6.2.1 问题描述 101
6.2.2 参数与变量 101
6.3 数学建模 103
6.3.1 柔性加工时间约束建模 103
6.3.2 机器人搬运能力约束建模 104
6.3.3 工作站加工能力约束建模 105
6.4 数学模型 106
6.5 性质分析 107
6.6 分支定界算法 110
6.6.1 分支定界树A 111
6.6.2 分支定界树B 114
6.6.3 分支定界树C 116
6.7 算法步骤 118
6.8 算法验证 119
6.8.1 基准案例验证 120
6.8.2 随机生成算例验证 120
6.9 本章小结 125
第7章 柔性自动化混流制造单元作业车间调度 127
7.1 引言 127
7.2 研究问题的描述与假设 128
7.2.1 问题描述 128
7.2.2 参数与变量 129
7.3 混合整数规划模型的建立 131
7.3.1 柔性加工时间约束建模 131
7.3.2 机器人搬运能力约束建模 131
7.3.3 工作站加工能力约束建模 132
7.4 应用验证 133
7.4.1 基准案例验证 133
7.4.2 随机生成算例验证 136
7.5 本章小结 137
第8章 柔性自动化制造单元多机器人调度 138
8.1 引言 138
8.2 问题描述及现有MIP模型 139
8.2.1 问题描述 139
8.2.2 现有MIP模型介绍 141
8.3 反例测试验证 144
8.4 改进现有MIP模型 146
8.4.1 柔性加工时间约束重建模 146
8.4.2 机器人碰撞避免约束重建模 151
8.4.3 改进MIP模型 153
8.5 算例验证与评价 154
8.5.1 基准案例验证 154
8.5.2 随机生成算例验证 157
8.6 本章小结 160
参考文献 162
内容摘要
本书比较全面地介绍了柔性加工时间自动化制造单元调度问题的国内外研究现状和发展，详细阐述了该类问题的产生背景、基本概念、主要类别、结构特性以及相关理论；介绍了基于量子进化算法的单目标和多目标柔性加工时间自动化制造单元调度优化算法；介绍了结合柔性加工时间自动化制造单元可重入调度问题、流水车间调度问题的性质特征设计的分支定界算法；介绍了柔性加工时间自动化制造单元多工件混流调度、多机器人调度优化的混合整数规划法。本书的研究成果可为电子产品制造企业和机械制造企业的生产运作与管理工作提供有效的理论与技术支撑。
本书可供管理科学与工程、机械工程等专业领域的研究者和工程技术人员阅读，也可作为上述相关专业的高年级本科生和研究生的教材与参考书。
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