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研究生:吳貴彬
研究生(外文):WU, KUEI-BIN
論文名稱:以模擬退火法求解工單式生產系統之排程問題--最小化總遲延時間
論文名稱(外文):Minimizing Total Tardiness for Job Shop Scheduling Using Simulated Annealing
指導教授:王泰裕王泰裕引用關係
指導教授(外文):Tai-Yue(Jason) Wang
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:工業管理學系
學門:商業及管理學門
學類:其他商業及管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:模擬退火法排程總遲延時間
外文關鍵詞:simulated annealingschedulingtotal tardiness
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排程(scheduling)在工場的生產計畫中扮演著重要的角色,它不但顯
示一個 工作在某一資源上的執行順序,也顯示工作在資源上
的開始及完成時間。因此, 排程同時包含工作和資源的時程安排
,而資源可能是人力、機器或設施等,這些 資源通常是有限的。
所以,如何將這些有限的資源做最有效率的使用,便成為管 理者
在排程時所必須考慮的重要問題。一個良好的排程(schedule)不但可以減
少資源的閒置時間,增加資源的利用率;更可以使工作盡量如期完成,以
滿足顧客的需求。
最小化總遲延時間之工單式生產系統排程問題,屬於複雜、大型化的組合
最 佳化(combinatorial optimization)問題,至目前為止
仍缺乏有效的求解方法。而模擬退火法是求解困難的組合最佳化問題的好
方法,它是屬於共通性的演算法 ,特別適用於解那些不易模式化
,而且缺乏量身定製的演算法的大型問題。所以 ,本論文將以模
擬退火法求解此排程問題,並提出求解時所需之鄰近解產生機制
、成本函數值之計算過程、冷卻計畫之參數設計程序、及較佳起始解之搜
尋,以 提高求解的品質及效率。而在參數設計的過程中,並將求
解時間的限制列入考慮 。 本論文的實證分析結果顯示,模擬退火
法的求解品質顯著的優於派工法則及 MEHA演算法。雖然,本論文所使用
的績效衡量標準是總遲延時間,但模擬退火法 也有效的改善
其他與到期日相關的標準,如遲延工作件數及條件平均遲延時間。
而就模擬退火法之鄰近解產生機制而言,機制一(SA1)之求解品質優於機
制二(SA2) 。實證分析結果並顯示,以本論文所提出之參數設計
程序,可獲得良好之冷卻計 畫參數。
Scheduling plays an important role in shop production
planning. A schedule
determines not only the process sequences of jobs on the
resources, but also the start and finish times as well. Such
resources may include the work force, facilities or
machines, which are limited usually. Therefore, how to increase
the utilization of the limited resources becomes a challenge
to who does the scheduling jobs. A good schedule not
only increases the utilization of the resources, but also makes
the jobs to meet the due dates as far as possible.
The job shop scheduling problem to minimize the total tardiness
is a complex and large scale combinatorial optimization
problem. Owing to the problem''s complexity and
intractability, it has not been adequately solved. The Simulated
Annealing (SA) is a good algorithm for solving difficult
optimization problems. This algorithm is particularly
appropriate for solving large scale problems that are difficult
to formulate and no satisfactory tailored algorithms are
available. Thus, this research employs the simulated annealing
algorithm to solve the job shop scheduling problems. To improve
the solution quality (measured in total tardiness) and
efficiency, also presented herein are two neighboring
solution generation mechanisms, a total tardiness calculation, a
parameter set design, and an initial solution search
procedure. The proposed parameter set design procedure also
takes the restriction of computational time into account.
The computational results show that the solution quality of the
SA outperforms the more tailored algorithm MEHA.
About the two generation mechanisms of the SA, SA1
performs better than SA2. Although the performance measure is
total tardiness, the number of tardy jobs and the conditional
mean tardiness from SA also performs better than other
algorithms. The results also show that the parameter set gets
from the design procedure is appropriate.
封面
摘要
英文摘要
誌謝
目錄
表目錄
圖目錄
符號表
第一章緒論
1.1研究動機
1.2研究目的
1.3研究步驟
1.4研究限制與假設
1.5論文大綱
第二章文獻探討
2.1工單式生產系統
2.1.1工單式生產系統排程問題
2.1.2工單式生產系統排程問題之相關研究
2.2模擬退火法及應用
2.2.1模擬退火法
2.2.1.1起始解
2.2.1.2鄰近解產生機制
2.2.1.3冷卻計畫
2.2.2模擬退火法之應用
2.3反應曲面法
2.4總結
第三章以模擬退火法求解工單式生產系統排程問題
3.1鄰近解產生機制
3.2成本函數
3.3參數設計
3.3.1參數
3.3.2求解時間的限制
3.3.3參數設計過程
3.4起始解
3.5總結
第四章實證結果
4.1模擬退火法與MEHA之比較
4.2參數設計
4.2.1SA1之參數設計
4.2.2SA1之參數設計
4.3總結
第五章結論
5.1結論
5.2建議
參考文獻
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