钢铁企业生产与运输费用协调调度问题

针对钢铁企业生产前存在不可忽略运输的实际,研究了生产与生产前运输费用协调调度问题.由于钢铁企业被调度的工件体积较大及加工前不能等待太长的时间,因此运输车辆的容量及工件在机器前的缓冲等待时间有限制.考虑的机器环境为单机环境,单机前有无限的缓冲空间,运输车辆数目无限,调度的目标函数为传统的调度函数加上运输费用.对于不同的目标函数,证明了工件在单机加工前缓冲等待时间有限制的调度问题是强NP难的,对于运输车辆有容量限制问题的可解情况给出了多项式时间算法.     

一类FMS的多级递阶计划与调度方法

引入夹具唯一性、有限刀具库容量、有限托板数等FMS实际加工约束条件，提出一种多级递阶式结构的计划与调度方法，它不仅能使加工机床负荷平衡、零件加工的完成时间最短，而且可实现中断响应     

基于改进遗传算法的多级关联资源协调调度技术

在实际生产调度中,存在一类人员、设备、夹具、刀具等多级资源共同参与调度的情况.与传统的机加调度不同,此类调度问题增加了人员、卡具、刀具的约束.文中提出了基于改进遗传算法的多级关联资源协调调度技术以解决此类问题.本技术主要包含应用遗传算法在满足匹配关系的多级资源之间进行动态组合,通过适应度计算保留质量好的多级资源组合及面向资源协调的多级资源工序调度时间处理,根据选定工序所需资源占用情况,寻找最早的工序插入的时间区域,并结合工程实例分析验证了该技术的有效性.      

带有工件实际加工时间上界的调度问题研究

为了研究更具实际意义位置依赖的单机调度和平行机调度决策问题,建立了带有上界限制的一般性位置依赖工件加工时间模型。在模型中,工件实际加工时间表示为初始加工时间和调度位置的一般函数。此类函数没有特殊函数形式和函数单调性的限制,且其函数值不能超过给定上界。对于单机调度问题和平行机调度问题,研究目标函数分别为最小化总完工时刻和最小化机器总负荷。通过分析证明和把所研究的问题模型转化为经典任务分派问题,进而分析得到求解各个问题的计算复杂度。研究表明,在带有上界限制的一般性位置依赖的工件加工时间模型假设下,所研究调度问题都是多项式时间可解的。     

钢铁生产中管坯加热的单机连续型批调度策略研究

连续型批处理机调度问题是从钢铁生产线提炼出来的一种新型的批调度模型,该调度模型中,批的加工时间取决于该批的大小、批中工件的最大加工时间及机器的容量。研究目标函数为最小加权总完工时间的单机连续型批调度问题,分析最优解的性质,讨论最优的批内、批间序及分批策略,给出工件权值与加工时间逆序情况下的动态规划算法。     

带有机器维修和工件派送的单机排序问题

研究了带有机器维修和工件派送的单机排序问题,该问题可以被视为一个集成生产和出站配送的排序模型.不同体积的工件需要在带有一个维修区间的机器上加工,且加工不可中断,然后由固定容量的车辆批次交付给顾客,车辆派送完一批后需要返回派送中心交付下一个批次,工件派送到不同客户处所需的时间不同.目标函数是最小化最大完工时间.本文主要研...     

具有正比权值完工时间与交货期偏差加权和最小化单机随机调度

完工时间与交货期偏差加权和最小化单机调度(简记TWD)问题是Just—In—Time生产环境下典型的调度模型，是NP—hard问题．然而工件权值与加工时间成正比时，LPT(Largest Processing Time)调度最优．本考虑了随机TWD问题，其中工件的加工时间和交货期都服从指数分布，证明了LEPT(Largest Expected Processing Time)调度的最优性，并进一步将结论推广到机器随机故障的情形．     

炼钢连铸混合智能调度方法及其应用

在炼钢连铸生产工艺约束条件下,针对多设备、多工序、以及生产类型复杂的生产环境,目前还难以在合理时间内获得最优调度解,提出了基于规则的专家调度方法、基于规划的两阶段调度方法和基于多级模糊综合评价方法的混合智能调度方法,并在合理时间内得到一个有效的可行解。应用混合智能调度方法建立了智能调度架构,设计并开发了软件系统。该系统应用于国内某大型钢厂的生产调度,在缩短计划编制时间、减少钢水等待时间、提高设备利用率方面获得显著经济效益。     

基于进程执行时间的多级反馈队列调度算法

针对多级反馈队列(MLFQ)调度算法在时间片大小选取上对系统性能的关键影响,提出了一种基于进程执行时间的多级反馈队列调度算法.算法结合动态时间量子思想,通过进程的执行时间动态确定队列以及时间片来完成调度.同时为了减少队列进程的切换次数,利用中位数的方法来决定时间片的大小.实验结果表明,与传统的多级反馈队列调度算法相比,改进的算法不仅缩短了进程的平均周转时间和平均等待时间,也减少了进程切换次数,为操作系统领域处理机调度智能化提供了有效的参考价值.     

考虑设备可用性约束的单机调度问题

针对某转子生产车间设备可靠性低导致的工件加工质量差这一问题,研究带有设备可用性约束的单机调度问题.通过设备的可靠性定义其可用性,而设备可靠性可以通过预防性维护得以恢复.在建模时考虑了多种不同改进效果的预防性维护,以最小化总拖期时间为优化目标,并设计了遗传算法对模型进行求解.算例结果表明,所提出的决策模型能够有效应对设备可用性对生产调度带来的影响.通过敏感性分析为实际车间调度提供决策支持.     

面向订单的钢铁企业生产管理一体化系统

在对钢铁企业信息化体系结构及生产管理模式等进行理论研究的基础上,基于高级计划排程的思想,提出了面向订单的钢铁企业一体化计划与调度系统的体系结构模型.针对一体化生产管理中的库存匹配问题,建立了热轧带钢库存匹配模型;针对一体化生产管理中的能力匹配问题,建立了考虑钢铁生产加工工序约束和设备能力约束的能力计划模型.同时从订单排产和作业计划的角度研究了钢铁生产各主要环节的生产计划方法和调度策略,及其整体上的相互关联.     

工件相同且发送批数受限的供应链排序问题

工件完工后成批发送的供应链排序问题是从实际生产中提炼出来的,针对发送批数受限制,最小化生产费用及发送费用的情况,当工件的权重与加工时间均相等时,生产费用是关于发送批数的单调递减函数,进而根据二分搜索法可以得到最优的发送批数。因此问题是多项式时间可解的。     

基于循环配送策略的汽车装配线物料配送调度方法

为有效解决基于循环配送策略的汽车装配线物料配送调度问题,进行了改进型免疫克隆选择算法的调度方法研究.首先,建立了数学规划模型,以最小化计划期内所有工位的线边总库存为优化目标,并提出了改进型免疫克隆选择算法.在算法设计过程中融入了模拟退火算子和邻域搜索算子,分别对克隆种群和记忆库进行操作,以克服传统免疫克隆选择算法易陷入局部最优、搜索深度不足等缺陷.最后进行了仿真实验,表明该算法是有效、可行的.     

Fleet Scheduling for Multiple Plants with Limited Storage Capacity

Some manufacturers replace traditional warehouses with shipping areas at the scattered plants for holding the finished products in order to reduce land usage and inventory cost.The limited storage capacity of such shipping area leads to challenges of scheduling vehicles for pickup since the overflow of storage space is prohibited.A heuristic rule is developed for splitting the continuous arrival of inventory at a plant into a sequence of discrete tasks for pickup.In this way,the original problem can be converted into a multiple trip vehicle routing problem with time window(MTVRPTW).Subsequently,a modified tabu search(TS)algorithm is applied for deriving the schedule.Finally,an industry case of an electric apparatus manufacturer is studied to demonstrate and validate the developed optimization approach,and the results imply good performance of the developed tool.     

基于拉格朗日下界求解的炼钢-连铸生产调度方法

为提高炼钢-连铸生产效率,以加权总完工时间、作业等待惩罚总和最小化为目标,基于时间索引建立数学规划模型。在证明原问题、松弛问题、对偶问题三者最优解关系基础上,将机器容量约束松弛到目标函数中,运用次梯度算法求原问题下界,得到各炉次的开始时间序列。为消除松弛解中的有向环,采用融入启发式规则的列表调度,按照机器可用性优先原则,将炉次均衡地指派到各个加工机器上。利用GAMS/Cplex软件对18个调度算例进行测试运算,结果表明以较少的计算代价可以得到令人满意的近优解,因此本文提出的基于拉格朗日下界求解的方法对炼钢-连铸生产调度问题是可行的和有效的。     

三级网状随机库存与定价联合策略的仿真优化

研究了弹性需求下提前期可控的库存与定价联合策略问题.由于该系统具有顾客到达服从泊松分布,随机顾客需求量、随机顾客购买行为、随机订货时间和制造商生产容量有限制等特点,使得解析方法很难描述系统中的多种复杂随机因素.为此建立了以最大化总收益为目标,将价格、提前期及库存控制策略同时作为决策变量的数学模型,并运用基于仿真的优化方法,通过将仿真方法与粒子群优化算法相结合对问题进行求解.仿真实例验证了模型和基于仿真的优化方法的可行性和有效性.     

基于生产费用的柔性作业车间调度优化

考虑在制品库存费用、机床工时费、直接工人的工资费用、工件的提前和拖期完工造成的损失费用,提出了一种双资源柔性作业车间调度的生产费用计算方法.将模拟退火算法嵌入遗传算法中,设计了一种新的混合遗传算法.该算法首先利用遗传算法快速搜索一组较好的解,然后利用模拟退火算法进行群体寻优.采用基于工序的编码和一种新的解码方法,并运用多种交叉方法使得算法能够在解空间中尽可能地搜索最优解.为了避免最优解在进化过程中损失,采用择优操作将每代中的最优解保留下来,并不断更新.仿真结果表明:该方法是可行的,并具有一定的优越性.     

一般生产调度问题的统一结构

分析了离散制造、间歇过程及连续工业的生产调度背景及需求，并依此说明各类企业的生产调度问题存在结构共性，可以归纳成一般生产调度（ＧｅＰＳ）问题来研究。这种ＧｅＰＳ问题可用混合动态系统来描述，它既包括描述基本生产过程的连续时间动态，又有描述实时事件发生及相应决策处理的离散事件动态，这两种动态是实时交互的。用水箱切换实例说明了ＧｅＰＳ问题的混合动态和模型特点。     

Pareto-Based Complete Local Search and Combined Timetabling for Multi-objective Job Shop Scheduling Problem with No-Wait Constraint

Job shop scheduling has become the basis and core of advanced manufacturing technology. Various differences exist between academic research and practical production. The majority of previous researches on job shop scheduling problem (JSSP)describe the basic production environment, which have a single objective and limited constraints. However,a practical process of production is characterized by having multiple objectives,no-wait constraint,and limited storage. Thus this research focused on multiobjective,no-wait JSSP. To analyze the problem,it was further divided into two sub-problems, namely, sequencing and timetabling. Hybrid non-order strategy and modified complete local search with memory were used to solve each problem individually. A Pareto-based strategy for performing fitness assessment was presented in this study. Various experiments on benchmark problems proved the feasibility and effectiveness of the proposed algorithm.