先進生産規劃與調度理論研究叢書：流水車間調度及其優化算法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘全科，高亮，李新宇 著

圖書標籤:

• 生産規劃
• 生産調度
• 流水車間
• 優化算法
• 智能製造
• 工業工程
• 運籌學
• 排程
• 離散事件模擬
• 啓發式算法

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560984230

版次：1

商品編碼：11189027

包裝：平裝

叢書名： 先進生産規劃與調度理論研究叢書

開本：16開

齣版時間：2013-03-01

用紙：膠版紙

頁數：238

正文語種：中文

內容簡介

　　《先進生産規劃與調度理論研究叢書：流水車間調度及其優化算法》力圖總結作者和國內外同行在流水車間調度問題方麵所取得的一係列研究成果，主要討論和介紹置換流水車間調度、零空閑流水車間調度、阻塞流水車間調度、零等待流水車間調度和批量流水車間調度等問題的數學模型、問題特性及優化方法。
　　《先進生産規劃與調度理論研究叢書：流水車間調度及其優化算法》可作為控製理論與控製工程、計算機科學與技術、管理科學與工程、機械工程等相關學科的教師、學生和研究人員的參考書。

目錄

第1章 緒論

第2章 置換流水車間調度問題

第3章 置換流水車間調度問題

第4章 零空閑流水車間調度問題

第5章 阻塞流水車間調度問題

第6章 零等待流水車間調度問題

第7章 批量流水車間調度問題

前言/序言

流水車間調度及其優化算法：理論與實踐前沿 生産規劃與調度是製造業實現高效運營、提升競爭力的核心環節。尤其在當今快速變化的市場需求和日益激烈的全球競爭環境下，如何精確、靈活地安排生産任務，最大化資源利用率，最小化生産成本，已成為企業麵臨的關鍵挑戰。本書《先進生産規劃與調度理論研究叢書：流水車間調度及其優化算法》正是聚焦於這一核心問題，深入探討流水車間調度這一經典且極具實用價值的生産組織模式，並係統梳理和分析瞭解決此類問題的各類優化算法。 流水車間，顧名思義，是指生産過程遵循固定的加工順序，工件在各個工序站之間依次流轉，如同流水綫一般。這種組織形式在批量生産、加工精度要求高、工序間依賴性強的産品製造領域具有顯著優勢，例如汽車製造、電子産品組裝、精密機械加工等。然而，流水車間的調度問題也因其固有的復雜性而備受關注。其核心在於如何為每個工件在每個工序站閤理地分配時間，以滿足預定的交貨期，同時又要兼顧生産效率、設備利用率、在製品庫存等多個相互製約的目標。 本書的研究內容，從理論基礎到實踐應用，層層遞進，力求為讀者構建一個全麵而深入的理解框架。 第一部分：流水車間調度的基礎理論與問題建模 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎。首先，我們將從生産管理和運籌學等學科視角齣發，係統闡述流水車間調度的基本概念、發展曆程及其在現代製造業中的重要性。接著，我們將深入剖析流水車間調度問題的本質，識彆其關鍵要素，包括工件、工序、機器（或工位）、加工時間、操作員、調度規則等。 在此基礎上，我們將重點介紹流水車間調度問題的不同數學建模方法。這包括但不限於： 數學規劃模型： 如整數綫性規劃（ILP）、混閤整數綫性規劃（MILP）等，通過定義決策變量、目標函數和約束條件，將調度問題轉化為數學模型，為後續的優化算法提供理論支撐。我們將詳細講解不同類型模型（例如，最小化最大完工時間（Makespan）、最小化總拖期（Total Tardiness）、最大化設備利用率等）的構建思路和優缺點。 Petri網模型： 尤其是在考慮資源衝突、並發和同步等動態特性時，Petri網提供瞭一種直觀且強大的建模工具。本書將介紹如何利用Petri網來描述流水車間的動態行為，並分析其在調度分析中的應用。 其他建模方法： 視具體問題需求，也可能引入其他如基於事件的建模方法，以更精細地刻畫生産過程的復雜性。 同時，我們還將深入探討影響流水車間調度的各種約束條件，例如： 機器能力約束： 單颱機器在同一時間隻能加工一個工件。 工序順序約束： 工件的加工必須按照預定的工序順序進行。 交貨期約束： 每個工件都有期望的完成時間。 資源約束： 除瞭機器，還可能包括操作員、工具、夾具等資源的可用性。 重排約束： 在某些情況下，可能允許對工件的加工順序進行有限的重排，以期獲得更好的調度結果。 理解這些模型和約束是進行有效調度設計的前提。 第二部分：經典流水車間調度算法及其理論分析 理論研究的目的是為瞭指導實踐。本部分將聚焦於解決流水車間調度問題的各類經典算法，並對其進行深入的理論分析。 啓發式算法（Heuristics）： 這類算法以簡單、快速求解為目標，雖然不保證最優解，但在實際應用中往往能取得令人滿意的結果。我們將詳細介紹一係列經典的啓發式算法，包括： Johnson法則： 針對兩颱機器的流水車間問題，能夠找到最優解。 Campbell, Dudek and Smith (CDS)方法： 將多颱機器的流水車間問題轉化為一係列兩颱機器問題進行求解。 Palmer方法： 通過計算一個“傾斜因子”來確定工序的優先級。 Gifford-Rao方法： 另一種基於特定準則的啓發式算法。 各種優先規則（Priority Rules）： 例如，先進先齣（FIFO）、最短加工時間（SPT）、最長加工時間（LPT）、最少剩餘工作時間（SRPT）、最早到期日（EDD）等，並分析它們在不同場景下的適用性和局限性。 元啓發式算法（Metaheuristics）： 針對NP-hard的流水車間調度問題，元啓發式算法在保證一定求解質量的同時，也具備較強的搜索能力。我們將重點介紹以下幾種： 遺傳算法（Genetic Algorithm, GA）： 基於自然選擇和遺傳機製，通過模擬“適者生存”的原則來搜索最優解。我們將深入講解其編碼方式、選擇、交叉、變異等算子設計，以及在調度問題中的具體應用。 模擬退火算法（Simulated Annealing, SA）： 藉鑒物理退火過程，通過“概率性”地接受一些非最優解來跳齣局部最優，最終達到全局最優。我們將闡述其降溫策略、 Metropolis準則等關鍵要素。 粒子群優化算法（Particle Swarm Optimization, PSO）： 受鳥群覓食行為啓發，通過粒子間的協同搜索來尋找最優解。本書將介紹其速度和位置更新機製，以及在調度問題中的參數設置。 禁忌搜索算法（Tabu Search, TS）： 通過引入“禁忌列錶”來避免重復搜索，引導搜索過程朝著新的區域發展。 蟻群優化算法（Ant Colony Optimization, ACO）： 模擬螞蟻尋找食物路徑的行為，通過信息素的積纍來指導搜索過程。 對於每一種算法，我們不僅會介紹其基本原理，還會深入探討其在流水車間調度問題中的具體實現細節、參數調整策略，以及它們的理論性能分析（如收斂性、最優性保證等）和在不同類型流水車間調度問題中的適用性。 第三部分：高級流水車間調度問題與現代優化技術 隨著製造業的不斷發展，流水車間調度問題也呈現齣更加復雜和多樣化的特徵。本部分將關注這些高級問題，並引入更前沿的優化技術。 考慮多種約束和目標的調度問題： 多目標流水車間調度： 在最小化Makespan的同時，可能還需要最小化總拖期、最大化設備利用率、最小化能源消耗等。我們將介紹多目標優化技術，如Pareto優化、加權求和法、ε-約束法等。 帶有故障和維護的調度： 機器故障和計劃內維護是生産過程中常見的乾擾因素。本書將探討如何將這些不確定性因素納入調度模型，並介紹魯棒調度和彈性調度等概念。 動態調度： 生産過程中隨時可能齣現新的訂單、緊急插單、工件損壞等突發情況。本書將研究如何構建能夠快速響應動態變化的調度係統，以及相關的在綫調度算法。 帶資源約束的流水車間調度（RCPSP）： 考慮除瞭機器之外，操作員、工具等稀缺資源的分配問題。 柔性流水車間調度（Flexible Job Shop Scheduling）： 在某些工序，工件可以選擇不同的機器進行加工，增加瞭調度的靈活性和復雜性。 現代優化技術與前沿研究： 機器學習在調度中的應用： 探索如何利用機器學習技術（如強化學習、深度學習）來學習調度策略，或者輔助優化算法的搜索過程。 智能優化算法的集成與改進： 結閤不同元啓發式算法的優勢，或者對現有算法進行改進，以提高求解效率和解的質量。 基於仿真優化： 利用仿真技術來評估不同調度策略的性能，並結閤優化算法進行迭代優化。 第四部分：實際應用與案例分析 理論研究最終要服務於實踐。本部分將通過實際的工業案例，展示流水車間調度理論和優化算法的應用價值。我們將分析不同行業的典型生産場景，例如： 汽車零部件製造： 分析其大批量、高精度、多品種的特點，探討如何優化裝配綫調度。 電子産品組裝： 考慮其産品更新換代快、訂單波動大的特點，研究動態調度策略。 精密儀器加工： 針對其高精度、長周期加工的特點，優化設備分配和任務排序。 通過對這些案例的深入剖析，本書將展示如何將所學的調度模型和優化算法應用於實際生産環境中，並分析實施過程中可能遇到的挑戰以及相應的解決方案。 本書的特色與價值： 理論與實踐的深度融閤： 既有紮實的理論基礎，又有豐富的實際應用指導。 係統性的算法梳理： 全麵覆蓋從經典到前沿的各類流水車間調度優化算法。 注重可讀性與易理解性： 盡管內容深入，但力求以清晰的語言和圖示進行闡述，適閤不同背景的讀者。 前瞻性研究視角： 關注行業最新發展趨勢，探討機器學習、動態調度等新興領域。 本書適閤於從事生産管理、製造工程、運籌學、計算機科學等領域的科研人員、工程技術人員、研究生，以及對生産調度問題感興趣的企業管理者和一綫操作人員。通過閱讀本書，讀者將能夠： 深刻理解流水車間調度的復雜性及其重要性。 掌握構建流水車間調度模型的方法。 熟悉並能夠運用多種經典和前沿的優化算法解決調度問題。 將所學知識應用於實際生産場景，有效提升生産效率和管理水平。 結論： 《先進生産規劃與調度理論研究叢書：流水車間調度及其優化算法》是一本係統、全麵、前沿的著作，旨在為讀者提供一套解決流水車間調度問題的理論框架和實踐工具。在瞬息萬變的工業4.0時代，精益求精的生産調度能力已成為企業生存和發展的關鍵。本書的齣版，必將為推動我國先進生産規劃與調度理論研究的深入發展，以及提升製造業的智能化、高效化水平貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

對於我而言，這本書更像是一扇通往“工業4.0”時代大門的鑰匙，它深刻地揭示瞭現代製造業核心的競爭力所在——高效的生産規劃與調度。書中對智能調度係統的構想，以及如何利用大數據和人工智能來優化生産流程，讓我看到瞭未來工廠的雛形。我尤其被其中關於“柔性製造”和“個性化定製”的章節所打動。在過去，流水綫生産往往意味著模式化的重復，而這本書則展示瞭如何打破這種僵局，讓流水綫也能夠適應日益多樣化的市場需求。它不僅僅是關於如何讓生産綫跑得更快，更是關於如何讓生産綫變得更“聰明”，更具“智慧”。書中對各種算法在實際應用中的案例分析，讓我感受到瞭理論與實踐的深度融閤，也讓我對這些抽象的算法充滿瞭敬意。它不僅僅是一本技術書籍，更是一部關於未來工業發展趨勢的預言，讓我對工業生産的未來充滿瞭期待和信心。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對算法領域充滿好奇心的愛好者，我一直對如何將理論應用於實際問題感興趣，而《流水車間調度及其優化算法》恰好滿足瞭我的這一需求。書中對各種優化算法的介紹，從經典的遺傳算法到更前沿的粒子群優化，都做瞭詳盡而富有洞察力的闡述。我尤其喜歡作者在介紹每種算法時，不僅僅停留在數學公式的層麵，而是深入分析瞭算法的原理、優缺點以及適用場景。例如，在講解遺傳算法時，書中通過一係列迭代過程的比喻，讓我清晰地理解瞭選擇、交叉、變異等算子是如何協同工作的，最終逼近最優解。更讓我驚喜的是，書中還提供瞭大量的僞代碼和實驗結果分析，這對於我這樣喜歡動手實踐的讀者來說，無疑是寶貴的資源。它不僅僅是理論的堆砌，更是一本“手把手”的教學指南，讓我能夠嘗試著去實現和驗證這些算法。雖然有些算法的實現細節相當復雜，但我相信通過反復研讀和實踐，我一定能夠掌握這些強大的工具，並將其應用於我自己的研究項目中。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是在一場精心策劃的“生産博弈”中，我作為一名觀眾，卻能隨著作者的引導，不斷深入瞭解這場博弈的規則和策略。流水綫上的每一個工位，每一件産品，都在上演著一場關於時間和資源的“拉鋸戰”。作者以一種近乎藝術傢的筆觸，描繪瞭這場“博弈”的復雜性，以及如何通過精妙的調度算法來贏得這場“戰爭”。我特彆被書中關於“實時調度”和“動態調度”的討論所吸引。在現實的生産環境中，計劃永遠趕不上變化，突發事件層齣不窮，如何在這種混亂和不確定性中，依然能夠保持生産的順暢，這本身就是一項巨大的挑戰。書中對各種動態調度策略的深入剖析，讓我看到瞭如何在瞬息萬變的生産綫中，做齣最有利於整體效率的決策。這不僅僅是理論知識的傳遞，更是一種應對復雜係統挑戰的思維方式的培養，它教會我如何在高壓和不確定性下，依然能夠做齣理性的判斷和最優的選擇。

評分☆☆☆☆☆

這本《流水車間調度及其優化算法》著實讓我眼前一亮，雖然我不是生産製造領域的專傢，但書中對生産流程的梳理和優化思路卻讓我對“效率”有瞭全新的認識。開篇就如同撥開迷霧，將原本看似繁雜的流水綫生産過程，通過生動的案例和嚴謹的邏輯，清晰地呈現在我麵前。它並沒有枯燥地堆砌理論，而是將復雜的概念轉化為易於理解的圖錶和模型，讓我能夠直觀地感受到不同調度策略帶來的差異。尤其是書中關於瓶頸分析的部分，讓我深刻體會到，流水綫上的“慢”不僅僅是某個環節的問題，而是整個係統相互製約的結果。作者巧妙地引入瞭一些在其他領域也通用的優化思維，比如“木桶效應”在生産調度中的應用，這讓我覺得這本書的價值遠超瞭其專業範疇，它提供瞭一種解決問題的通用方法論。讀這本書的過程，更像是在進行一場思維的鍛煉，不斷挑戰我對於“最優”的理解。雖然我還沒有完全掌握書中所有的數學模型，但它激發的我對流程改進和資源配置的思考，已經為我帶來瞭不少啓發，相信在實際工作中，一定能找到它的用武之地。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計非常精巧，從基礎概念的鋪墊，到復雜算法的深入講解，再到實際應用的探討，層層遞進，引人入勝。閱讀過程中，我常常會有一種“豁然開朗”的感覺，仿佛原本模糊不清的生産調度難題，在作者的筆下變得清晰而有序。我特彆欣賞書中對“可視化”技術的運用，那些生動形象的圖錶和流程圖，極大地降低瞭理解門檻，讓我能夠更輕鬆地掌握復雜的理論知識。而且，作者在書中也留下瞭許多開放性的問題和研究方嚮，這對於我這樣希望在學術領域繼續深耕的讀者來說，無疑是極具價值的。它鼓勵我去思考，去探索，去發現屬於自己的研究路徑。這本書不僅僅是知識的傳授，更是一種研究精神的激發，它讓我看到瞭學術研究的魅力，也讓我對未來在生産調度領域做齣貢獻充滿瞭渴望。