基于混合遗传算法的转运车调度优化研究

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耐火材料广泛的应用于钢铁、化工、建材等行业领域中,21世纪以来,我国国民经济发展迅速,耐火材料的需求量倍增,我国耐火材料行业把握住机遇,实现了大力的发展。近年来,依靠自动化技术的发展,耐火材料生产企业已经基本建立起了自动转运生产线,转运车的调度问题变得越来越重要。当转运轨道出现多个任务时,合理的安排转运车的调度分配不仅能够提高耐火砖的生产效率,还能够大大的节约转运车的能量消耗。首先,本文以耐火材料生产流程中的转运系统为工程背景,详细的分析了耐火材料的生产流程,根据系统的工艺和控制要求,设定了与行车距离有关的转运车三段速行走策略。分别分析了单轨单车和单轨双车两条轨道上的所有任务,建立了基于机器调度的转运车的能耗模型,并根据现场生产要求,由各个任务时间约束条件建立了能耗惩罚函数。分析了单轨双车轨道上的两台转运车可能出现的碰撞问题,并依据任务优先级和行车距离设定了转运车避障策略。其次,对于单轨单车的转运车任务调度问题,我们采用遗传算法来求解该最优化问题。在此过程中,充分考虑到了算法在实际问题中的应用性,编写了以转运车能耗为适应度函数的程序,通过求解转运车的总能耗最低,来求解最优的任务分配顺序,仿真研究结果得到了所有的满足能耗最低的调度方案。最后,对于单轨双车的转运车调度问题,采用遗传算法求解以最小能耗为目标的转运车调度问题,由于该问题的复杂性,基本遗传算法在解决此问题时容易陷入局部最优,仿真研究结果表明该算法难以找到最优解,故对遗传算法进行了改进,引用了模拟退火算法的思想,对基本算法的适应度函数、交叉和变异策略进行了改进。对比算法改进前后的仿真结果图,得到混合遗传算法在此处有效的解决了基本算法的局限,更容易找到最优解。
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