带有限容量缓冲库的多目标柔性作业车间调度优化

研究一类从无缝钢管生产实际中提炼出的作业车间调度问题.该问题具有生产工序间存在有限容量缓冲库,生产工艺路径柔性选择,生产设备需要转换时间,生产调度多目标等特点.针对具有这些特点的调度问题,构建了混合整数规划模型.鉴于其NP-hard性,设计改进的遗传算法进行求解,进而提出辅以局部搜索优化算法的方法,并通过企业生产实际数据比较和验证算法的性能及有效性.该模型和算法已被用于无缝钢管生产作业计划软件系统的开发,并在实际运用中取得了良好的效果,对各大钢管企业的生产调度均具有一定的实际指导意义.     

生产能力约束条件下的柔性作业车间调度优化

柔性作业车间调度问题是经典作业车间调度问题的深化,为解决实际生产系统中作业车间调度资源受限问题提供了方案.从生产能力约束条件出发构建柔性作业车间调度模型,以最大完工时间最小和最大机器负荷最小为目标函数,并提出了基于此的改进遗传算法.该算法采用基于工序和基于机器相结合的编码机制,利用改进多父代交叉算子和多点变异进行遗传操作,在充分保留父代优良基因的同时保证了种群的多样性,克服了传统遗传算法易于早熟或收敛慢的缺点.最后,通过仿真和比较实验,验证了该算法优化生产能力约束条件下柔性车间调度问题的可行性和有效性.     

热轧钢管主生产计划模型与算法研究

建立了热轧无缝钢管主生产计划问题的混合整数线性规划模型．该模型可归结为多阶段多产品带有能力约束的批量问题，但与传统批量问题存在以下不同：①充分反映了钢管企业与其它行业的不同工艺特点；②目标函数追求最大化现金流而不是最小化成本；③允许订单积压；④考虑库存能力约束；⑤忽略设置时间及成本。但引入了最小生产批量约束．鉴于该问题的NP难性，使用两种基于优化的启发式算法进行求解，并提出两条策略加以改进．     

考虑多运输模式的生产与运输集成调度问题

对全球化MTO供应链中一类生产与运输的集成调度问题进行了研究。该问题考虑由单制造商、多客户组成的供应链环境、不同的订单大小、不同的订单复杂度、允许多个订单在单机同时生产以及多种运输方式等现实特征。以最小化供应链总成本为目标,该问题被建模为一个混合整数非线性规划模型;提出了基于前向调度的启发式算法求解该模型。基于真实的行业数据,将该算法的性能与基于遗传算法、顺序调度的方法、以及工业排序方法所产生解的性能进行了比较。比较结果表明,所提出的启发式算法的性能优于后3种方法。     

基于订单式生产下的产品计划投产量决策

为降低实际产量大于或小于客户订货量对企业效益带来的负面影响,研究了订单生产模式下的产品计划投产量决策问题.分析指出由于不同客户的订单在品种规格、工艺难度、材料等方面要求不同,同时生产系统本身具有的随机不确定性特点,导致了生产过程产品合格率的随机波动.研究假设产品合格率在一定范围内波动服从正态分布,以损失期望值最小化为目标,建立了产品计划投产量优化决策连续模型.用MathCAD对该模型进行了仿真,并分析了该模型对相关参数的敏感性.针对某订单式生产企业的生产实践问题,建立了产品计划投产量决策离散模型,数值计算结果验证了该决策模型的有效性.     

基于动态交互层的柔性作业车间动态调度问题研究

为快速应对柔性作业车间生产过程中出现的突发状况,构建了一种以全局任务最大生产完成时间以及紧急订单生产完成时间为优化目标的柔性作业车间动态调度模型。针对上述模型,提出一种更加适用于动态排产的动态交互层DIL (Dynamic Interaction Layer)来代替滚动窗口。设计了粒子群遗传混合算法PSGA (Particle Swarm Genetic hybrid Algorithm),将粒子群算法中位置更新策略与遗传算法基因突变融合,加强算法局部搜索能力。针对柔性作业车间订单加急的意外状况,采用DIL与PSGA相结合的方法求解动态调度问题。通过仿真实验,验证了DIL处理紧急订单的能力和PSGA算法的有效性。     

钢管生产调度中可中断Job-Shop问题的数学模型

现针对国内大型钢铁企业钢管冷区生产调度的实际问题,在生产连续、库存限制、部分人工调度的情况下,利用离散化时间的方法把不可中断Job-Shop问题转化为可中断Job-Shop问题,建立该问题的混合整数规划模型,并利用ILOG公司CPLEX软件包对其大规模的可中断Job-Shop问题的算例进行求解,其解可指导冷区的实际生产调度.该模型在实际运用中已取得良好的结果.     

可重入柔性调度问题研究:模型、算法与应用

近二十年来,在企业提高生产效率和增加生产灵活性方面的内在需求推动下,一类广泛存在于半导体制造、钢铁生产、汽车制造、武器生产、化工、微生物检测、金融财务等制造和服务领域,且具有多阶段、并行机拓扑结构的柔性生产调度问题的研究和应用正得到学术界和工业界越来越多的重视.考虑到在实际生产过程中,工件在部分阶段的加工工艺路径为循环的技术要求,与实际生产过程更加贴近的可重入系统的特性被引入到柔性制造系统.鉴于可重入柔性调度问题(reentran flexible scheduling problem,REFSP)在理论上的重要性及其对于实际调度的指导性,本文综述了可重入柔性调度问题的研究进展.首先介绍了可重入柔性调度问题的基本数学模型,并基于α|β|γ表示法对已有的复杂环境下的可重入柔性调度问题进行了归类,接着对其优化求解方法进行了归纳,并梳理了其主要应用领域,最后提出了有待进一步研究的若干方向和内容,旨在推进国内在可重入柔性调度问题研究领域的理论研究和工程应用.     

基于延迟理论的Supply Hub出库调度模型

考虑了配送准时性和配送成本之间的悖反关系,将延迟理论引入配送调度,研究了订单随机到达、准时配送的supply hub的出库调度问题.考虑订单到达时间的随机性对配送准时性的影响,设计了一个带延迟因子的滚动调度模型,建立了supply hub准时制配送的出库调度多目标规划模型.根据模型的特点,设计了求解模型的克隆免疫算法.最后,结合数值实验,对延迟调度模型和实际使用的调度模型进行了对比分析.研究结果表明,带延迟因子的调度模型相比常规调度策略.能明显降低随机性订单的配送成本.     

炼钢-连铸生产优化重调度方法

炼钢-连铸生产过程中存在扰动,致使很多时候生产不能按原调度计划进行,需要进行重调度.重调度时存在正在生产的炉次计划,因此重调度问题比静态调度问题更具有复杂性.将具有相同精炼重数的炼钢-连铸生产重调度问题归结为一个复杂的混合Flow Shop调度问题,考实际生产约束,以最小化最大完成时间为目标建立了重调度模型,采用了启发式规则和遗传算法相结合的优化方法求解.利用实际生产数据对重调度方法进行了验证和分析,结果显示了重调度方法的有效性.