基于交替混合迭代搜索方法的预制构件生产调度与工人配置集成优化

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第1期北京时间：

作者：熊福力, 杜瑶, 曹劲松, 汪琳婷

单位：西安建筑科技大学信息与控制工程学院

摘要：针对以往预制构件生产过程中工人指派与生产调度递阶求解方法的不足,研究了预制构件生产调度与工人配置的集成优化问题。在深入分析预制构件的生产工艺、工序约束、工人数量、工人技能水平等制约关系的基础上,首先以最小化拖期惩罚和工人成本为目标建立了预制构件生产调度与工人配置集成优化数学模型。随后,为降低问题求解困难,基于交替分解思想,通过集成构造启发式、群体搜索、邻域搜索和破坏—构造机制,提出一种混合遗传—迭代贪婪交替搜索算法(AHGA_IG)来解决该问题。其主要思想是:首先利用启发式方法产生一个初始工人配置和生产调度解;随后固定生产调度方案,设计一种混合遗传配置算法用于优化工人配置方案;反过来固定工人配置方案,设计一种迭代贪婪调度算法用于优化生产调度方案,如此两阶段交替优化,直到满足终止条件。最后,针对不同规模算例对所提算法进行了测试。计算结果显示,所提算法具有较优的求解质量、鲁棒性和收敛性。与预制构件制造企业常用的基于经验的启发式方法相比,AHGA_IG算法具有较大的改进率,有望产生显著的经济效益。

关键词：预制构件生产调度,工人配置,集成优化,交替迭代优化,迭代贪婪搜索

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61473216);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2023-JC-YB-582,2020JM-489,2015JM6337);陕西省教育厅自然科学基金资助项目(17JK0459);西安建筑科技大学自然科学基础研究资助项目(ZR18049)。