基于Petri网和PSO算法的JSP优化调度方案的研究的中期报告.pdf

基于Petri网和PSO算法的JSP优化调度方案的研

究的中期报告

中期报告

一、研究背景与意义

随着生产自动化的不断发展和制造业竞争的日益加剧，对生产调度

问题的研究越来越重要。生产调度是指为了满足生产计划的要求，合理

安排生产资源和生产任务的时间、顺序等问题。在生产调度中，作业车

间调度问题（JSP）是一类经典问题，也是一个非常具有挑战性的调度问

题。其主要目标是在可行性限制下确定作业的序列和机器的资源分配，

以优化既定目标函数。

Petri网是一种适用于描述离散事件系统（DES）的图形化建模语言，

能够直观、动态地描述工艺流程，因此在生产调度问题中的应用受到广

泛关注。而粒子群算法（PSO）是一种基于群体智能思想的优化算法，具

有优化效率高、易于实现等优点，已成为优化调度问题的一种常用算法。

基于Petri网和PSO算法的JSP优化调度方案的研究，对于提高生

产调度问题的决策效率和优化生产效率具有重要的理论和实践意义。

二、研究方法和预期成果

本研究将结合Petri网和PSO算法对JSP优化调度方案进行研究。

具体研究方法如下：

1.建立JSP的Petri网模型

通过对生产过程进行建模，建立作业车间调度问题的Petri网模型，

将作业任务和机器资源用Petri网中的变迁和库所表示出来，形成静态的

工艺流程模型。

2.将PSO算法应用于Petri网优化调度

将建立的Petri网模型作为目标函数和约束条件，将PSO算法应用

到JSP优化调度中，通过寻找全局最优解优化调度方案。

研究预期成果为：

1.建立JSP的Petri网模型，形成直观清晰的作业任务和机器资源之

间的关系模型。

2.结合PSO算法对JSP进行优化调度，提高优化效率，提高生产效

率。

三、进度计划

1.第一阶段：文献综述和理论分析（已完成）

主要对作业车间调度问题、Petri网建模和PSO算法进行综述和分析，

确定研究方向和方法。

2.第二阶段：建立JSP的Petri网模型（进行中）

通过对生产过程进行建模，建立作业车间调度问题的Petri网模型，

将作业任务和机器资源用Petri网中的变迁和库所表示出来，形成静态的

工艺流程模型。

3.第三阶段：将PSO算法应用于Petri网优化调度

将建立的Petri网模型作为目标函数和约束条件，将PSO算法应用

到JSP优化调度中，通过寻找全局最优解优化调度方案。

4.第四阶段：实验仿真和结果分析

在实验仿真平台上，通过对不同生产过程的调度模型进行仿真实验，

验证所提出的算法的正确性和有效性。

四、存在的问题与解决方案

在研究过程中，我们遇到了以下问题：

1.由于Petri网模型的复杂性，需要对生产过程进行多方位的建模，

并考虑到不同的生产调度目标。

解决方案：在建立Petri网模型时，采用模块化设计的方法进行建模，

将Petri网模型分为多个小模块，以便更好地进行建模和分析。

2.在使用PSO算法进行优化调度时，需要确定合适的参数，否则优

化效果将会受到影响。

解决方案：通过对PSO算法的细致分析和实验验证，确定合适的参

数设置，以达到更好的优化效果。

五、结论

本研究旨在将Petri网和PSO算法应用于JSP的优化调度，以提高

生产效率和决策效率。通过建立JSP的Petri网模型和PSO算法的应用，

预计可以得到较好的优化调度方案。

在工作中我们将继续推进各项工作，力求在规定的时间内完成整个

研究任务，并取得较好的研究成果。