考虑BOM的柔性制造系统能力规划问题研究

柔性制造系统区别于传统的专用制造系统的一个重要特点是其大M制造各领域的关联性和整体性，表现为各个层次上决策模型的相关性，这种相关性使得模型建立与发展的趋势是涵盖从市场需求到操作排程全过程，其有关的决策模型规模很大，模型的结构复杂，求解困难。本文主要研究考虑BOM的柔性制造系统的生产能力规划问题模型的求解方法。本文研究的方法主要有两种：一种方法是应用遗传算法直接求解模型，在遗传算法中引入变量分组的思想以及可变长度的染色体，主要目的是为了缩小搜索空间，使得分组遗传算法能够搜索到比标准遗传算法更优的解；另一种方法是先从问题本身的结构出发，建立柔性能力以及刚性能力的关系，在考虑BOM时定义柔性测度，并以柔性测度为生产能力规划决策提供依据。这种方法的主要优点在于不需要求解任何规划问题，只需要简单的计算就可以给出较好的决策方案。 本文从第一章到第六章的内容安排如下： 第一章主要回顾了目前关于柔性制造系统生产能力规划问题的相关研究，说明了应用柔性技术的重要性以及在柔性制造系统中考虑BOM的意义，并回顾了关于复杂优化问题的求解方法的研究。 第二章以应用SMT技术的PWB生产线为例，介绍了本文研究的考虑BOM的柔性制造系统能力扩张问题的一般模型。本文的研究着重在模型求解上，因此本文对模型的背景和建立只做一些必要的说明和介绍。接着从考虑BOM的柔性制造系统能力扩张问题的结构特性出发，从机器柔性以及范围经济的影响方面研究关于能力扩充以及柔性技术选择的一些简单的性质。 第三章应用本文提出的分组遗传算法直接求解模型，主要介绍了变量分组的思想，相应染色体编码的方法以及基于数值的分组遗传算法的主要步骤。由于柔性制造系统中的生产能力扩张问题一般是一个混合整数规划问题，如果应用遗传算法求解，可以通过染色体把连续变量和整数变量进行分离，主要的努力还是应该放在整数变量的协调上(即整数规划)。本章应用分组遗传算法分别求解一般的整数背包问题以及二次背包问题，并把结果和应用标准遗传算法求解这两类问