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多约束条件下计算机自动配棉技术的研究

作　者: 欧冠男
导　师: 林兰芬
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 自动配棉多约束组合优化混合遗传算法组合方案法
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 73次
引　用: 7次
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内容摘要

配棉是棉纺企业生产中一项重要的技术工作，与企业产品质量、成本和经济效益等有着密切的关系。在棉纺织企业中原料占总成本的80％左右，直接影响企业的经济效益，因此配棉工作对企业来说是非常重要的。计算机自动配棉相对于人工配棉而言，具有很大的优势，它使得配棉工作摆脱了单纯依靠经验和人工操作而产生的疏漏，有利于企业进行更好的生产管理，从而提高企业的经营效益和产品质量。自动配棉问题是一个多约束条件的组合优化问题，计算复杂度相当高，从计算理论的角度来说属于NP难问题。因此对配棉问题进行研究具有实际意义和理论价值。本文首先对计算机配棉技术的背景知识、论文的研究背景进行了介绍。然后对计算机自动配棉问题进行了概述，建立了自动配棉的数学模型，对常用的用于解决自动配棉问题的算法进行理论分析与比较，提出了使用组合方案法和遗传算法来解决自动配棉问题的可行性。本文分别对自动配棉算法：组合方案法和遗传算法进行介绍，对两种算法的原理进行了详细阐述，展示了算法流程，并对算法进行设计。在基于组合方案法的自动配棉算法中，对其中难点问题：方案如何遍历进行了详细阐述。该算法采用了字典序组合法对A级方案进行遍历，设计了一种遍历方法对B级方案进行遍历，有效地解决了方案遍历问题。在遗传算法中分析了基本遗传算法解决自动配棉问题存有的不足，通过将自适应罚函数法、模拟退火算法、隔代相传策略等改进方法分两阶段引入基本遗传算法形成混合遗传算法来弥补不足之处。最后对组合方案法和混合遗传算法在自动配棉问题中的应用结果进行比较，并对混合遗传算法MGA1和MGA2进行比较，实验结果显示混合遗传算法能有效地解决自动配棉问题，组合方案法的运算效率随配棉组合规模的增大会变得极为低下，MGA1与MGA2都能高效地进行运算，但是它们在解的多样性上有所不同，并且它们适合于不同规模的组合问题。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
第1章绪论  10-15
  1.1 计算机配棉技术概述  10-13
    1.1.1 纺织行业中的配棉概述  10-11
    1.1.2 计算机配棉的现状及其意义  11-13
    1.1.3 新型计算机配棉系统发展趋势  13
  1.2 本文的研究背景  13-14
  1.3 本文的主要工作  14
  1.4 章节组织  14-15
第2章自动配棉数学模型与常用算法分析  15-20
  2.1 计算机配棉难点问题分析  15-16
    2.1.1 最佳配棉方案的评定标准问题  15
    2.1.2 配棉约束条件问题  15-16
  2.2 自动配棉数学模型  16-17
  2.3 常用算法介绍  17-19
    2.3.1 组合方案法  17-18
    2.3.2 线性规划法  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章基于组合方案法的自动配棉算法设计  20-27
  3.1 组合方案法原理  20
  3.2 基于组合方案法的自动配棉算法流程  20-22
  3.3 基于组合方案法的自动配棉算法的设计  22-26
    3.3.1 方案组合的遍历  22-26
  3.4 本章小结  26-27
第4章多约束自动配棉的混合遗传算法设计  27-41
  4.1 遗传算法概述  27-30
  4.2 多约束自动配棉的混合遗传算法设计  30-39
    4.2.1 自动配棉的基本遗传算法  30-32
    4.2.2 基于自适应罚函数的混合遗传算法  32-36
    4.2.3 基于模拟退火和隔代相传策略的混合遗传算法  36-39
  4.3 本章小结  39-41
第5章算法比较与计算机配棉系统实现  41-58
  5.1 算法比较与分析  41-51
    5.1.1 组合方案法与MGA1的比较与分析  41-44
    5.1.2 不同参数值下的MGA2结果比较与分析  44-47
    5.1.3 MGA1与MGA2的比较与分析  47-51
  5.2 计算机配棉系统的设计与实现  51-57
    5.2.1 系统体系结构  51-53
    5.2.2 系统功能设计  53-55
    5.2.3 自动配棉页面展示  55-57
  5.3 本章小结  57-58
第6章总结和展望  58-60
  6.1 全文工作总结  58
  6.2 今后工作展望  58-60
参考文献  60-64
致谢  64

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