工程机械维修探究论文提纲

论文题目：工程机械客户服务系统人车联合调度派工算法的研究与实现

摘要：当今社会,同行企业之间的竞争已不仅仅是产品质量的竞争,还有客户服务质量的竞争。在工程机械制造行业,具有一定生产规模的企业都有自己的客户服务系统,提供售后服务,其信息化程度随着计算机的发展也愈来愈高。然而由于设备的复杂性,客服系统目前在派工调度方面的能力仍然比较薄弱。工程机械作为基础建设的大型装备,对维修能力的要求较高,一般是由服务人员乘坐专用服务车赶赴现场进行服务,涉及人车的联合调度。本文旨在通过对人车联合调度派工问题的优化模型及求解算法进行较为深入的研究,为客户服务系统的调度派工提供决策支持。主要研究工作如下:首先研究了基本的单次单任务分派问题。在服务资源充足,服务人数目多于待修任务的情况下,对于一个服务人,单次派工至多安排一项任务。在考虑路径长度、维修时长的前提下,建立了以总时间长度最小化为优化目标的数学模型,提出了两类场景的解决方案。对于带优先次序的分派问题,利用改进的Dijkstra算法求解。对于统一调度问题,提出了一种基于二分图最小权匹配的混合遗传算法进行求解。最后通过算例的对比分析,证明了所构建模型与求解算法的有效性。进一步考虑服务资源不足的情况,服务人数目少于待修任务,对于一个服务人,单次派工安排多项任务,并规划路线。同时为了避免多技能员工的过劳,提出了工作量平衡的约束。在考虑路径长度、技能匹配度、维修时长、工作量平衡的前提下,建立了以最小化总时间长度和平衡工作量为优化目标的数学模型。证明了此类场景下服务车与服务人匹配、服务人与任务点组合的独立性,研究的重点在于服务人的任务分派和路线规划。按照先分派再规划的思想,设计了一种基于蚁群算法的两阶段分类策略。第一阶段,引入分类信息素的概念,设计了一种任务分派方案,将任务分派到服务人。第二阶段,改进蚁群算法的初始化策略,对服务人的任务路线进行规划。每次的结果作为下一次迭代时分类策略的启发因子,不断改进解。最后结合文献中的算例,与分段染色体遗传算法对比,验证了本文模型及算法的优越性。在服务资源不足的情况下,引入时效性的概念,研究了带时间窗的单次多任务分派问题,提出了一种混合果蝇优化算法。针对果蝇优化算法常用于解决连续问题的特质,对人车一体化调度问题进行了矩阵编码,改进了果蝇算法的初始化策略。针对矩阵编码,提出了三种算子,并引入后优化环节改善解。针对种群依赖最优解容易陷入局部最优的情况,设计了基于切换机制的局部搜索策略,保留最优解和次优解。最后通过大量算例验证了改进策略的有效性,并同灾变遗传算法对比,验证了本文提出的混合果蝇优化算法解决该类问题的优势。最后设计了面向工程机械客户服务的人车联合调度派工系统,该系统可为工程机械制造企业提供有效的售后服务调度方案。为提高实用性,设计了Web端和Android端,将人车联合调度派工模型及算法融入系统,以某企业某日的客户报修单为例,进行优化求解并得到了派工方案。结合实际交通路线,展现了路径规划结果。

关键词：派工;人车一体化;资源约束;时效性;群体智能算法

学科专业：控制科学与工程

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 课题的研究现状及难点分析

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 研究难点

1.3 课题的研究路线

1.4 本文的章节安排

第二章 工程机械客户服务调度问题及解决方案分析

2.1 产品服务的概念

2.2 工程机械客户服务的特征

2.2.1 服务地点的不确定性

2.2.2 配送安排的特殊性

2.2.3 易逝性

2.3 工程机械客户服务调度问题分析

2.3.1 工程机械人车一体化调度问题的定义

2.3.2 与VRP问题的对比

2.4 调度问题的常见策略与算法

2.4.1 算法研究

2.4.2 常见求解调度问题的算法

2.5 工程机械客户服务调度问题的数字化

2.5.1 变量及相关参数定义

2.5.2 参数求解

2.6 本章小结

第三章 基本的单次单任务分派问题算法研究与实现

3.1 基于优先级高优先安排的调度方案

3.1.1 数学模型

3.1.2 基于剪枝Dijkstra算法的求解策略

3.2 基于总时间长度最短的统一调度方案

3.2.1 数学模型

3.2.2 基于匈牙利算法求解人车匹配问题

3.2.3 基于二分图最小权匹配的混合遗传算法求解人车联合调度问题

3.3 算例分析

3.3.1 算例产生

3.3.2 带优先次序的调度问题仿真结果与分析

3.3.3 基于总时长最短的多工程机械统一调度问题仿真结果与分析

3.4 本章小结

第四章 基于工作量平衡的单次多任务分派问题算法研究与实现

4.1 模型建立与问题分析

4.1.1 模型建立

4.1.2 问题分析

4.2 蚁群算法相关理论

4.3 任务分配的启发式分类策略

4.3.1 分类信息素计算

4.3.2 聚集度计算

4.3.3 启发式分类策略求解步骤

4.4 改进蚁群算法解决服务人的路线规划问题

4.4.1 信息素随机初始化策略

4.4.2 转移规则

4.4.3 局部搜索优化

4.4.4 信息素更新

4.4.5 灾变策略

4.5 任务分派与路线规划总体策略

4.6 算例分析

4.6.1 算例选取及实验参数设计

4.6.2 仿真结果分析

4.7 本章小结

第五章 带时间窗的单次多任务分派问题算法研究与实现

5.1 模型建立与问题分析

5.1.1 时间窗相关概念

5.1.2 模型建立

5.1.3 问题分析

5.2 果蝇搜索算法相关理论

5.2.1 基本果蝇算法

5.2.2 参数分析

5.3 混合离散果蝇优化算法求解带时间窗的人车一体化调度问题

5.3.1 编码方式

5.3.2 初始化群体—扩展的Solomon算法

5.3.3 嗅觉搜索与视觉搜索

5.3.4 后优化过程

5.3.5 基于切换机制的局部搜索

5.4 算例分析

5.4.1 算例选取及实验参数设计

5.4.2 仿真结果分析

5.5 本章小结

第六章 面向工程机械客户服务的人车联合调度派工系统

6.1 系统概念模型与设计

6.1.1 概念模型

6.1.2 功能设计

6.1.3 软件设计

6.2 应用实例

6.3 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 工作总结

7.2 进一步研究与展望

致谢

参考文献