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.     

考虑设备可靠性与能耗的平行机调度

在考虑能耗的平行机调度问题中同时考虑设备可靠性对能耗成本的影响,以最小化延迟成本和能耗成本加权和为调度目标,建立数学规划模型.设计了蚁群算法对问题进行求解,引入一种新的启发因子定义蚁群搜索过程,并通过局部搜索算法提升蚁群搜索的质量.算例实验结果表明该调度方法有效且具有较高的效率,可以降低能耗及生产总成本,具有实用价值.通过敏感性分析研究了设备可靠性离散程度、交付期松紧对于调度决策的影响,可为车间实际生产决策提供支持.     

考虑周期性维护与工时恶化的单机调度研究

机械加工的"个性化定制"和"多品种小批量生产"需求与日俱增,生产的高度灵活性和设备维护的必要性给调度工作带来了巨大挑战,实际生产伴随的工时恶化效应使得调度问题更加复杂。为了解决周期性维护策略下考虑工时恶化的单机调度和维护决策问题,利用分段线性函数对工时恶化进行描述,分别基于固定周期维护与柔性周期维护的特点,以最小化最大拖期成本和维护成本为目标建立模型,通过数值实验和调参分析,确定了维护决策的关键和非关键因素。结果表明:柔性周期维护没有批次空闲,目标函数值随β/α比值的增大呈阶梯增长状,能实现成本的"自适应"调节,较固定周期维护有显著优势。构建生产与维护的联合调度模型,可实现维护策略的优劣对比和生产与维护的联合决策,降低企业生产和维护的运营成本。     

带有交货期时间窗的生产与维护联合调度优化

为探讨拉式生产环境下设备故障对准时交货的影响,建立了单设备预防性维护和生产调度联合优化模型.提出一种提前/拖期惩罚成本隶属度函数,同时选用简单维修和更换2种不同的维护方式,以具有交货期时间窗的提前/拖期惩罚成本与维护成本之和为优化目标,决策工件加工顺序和维护周期.提出一种新的算法LSA(LongestShortest Processing Time Based Algorithm),与遗传算法(GA)结合,采用GA-LSA对模型优化求解,与枚举算法和改进GA比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合优化分别与独立优化和单一维护方式联合优化方法进行对比,结果表明,相对其他2种方法,所提出的方法更加有效.     

成组生产条件下考虑学习和遗忘效应及设备维护的调度策略

以成组生产的单机系统为对象,将学习和遗忘效应及维护策略融入调度模型,以使建立的调度模型更加符合实际.在考虑学习效应时,既考虑了同种零件本身的学习效应,又考虑了同一零件族内各零件间相互的学习效应,并采用相似度表示加工零件类型的转换对学习程度的影响,即遗忘效应;在考虑维护策略时,采取完美预防维护策略来减少设备发生故障的概率,预防性维护仅在加工完一个批量后进行,并采用小修处理批量中出现的设备故障.在此基础上,以总完工时间最短为目标,建立了调度和预防维护决策的整合模型,并通过算例分析验证了模型的有效性.
     

不确定性条件下存储时间有限型Flow Shop问题的提前/拖期调度研究

研究了具有不同交货期窗口的Flowshop提前／拖期调度问题,并考虑处理时间的不确定性以及存储时间的有限性,在模糊规划理论基础上,建立了带有提前／拖期的存储时间有限型Flowshop的调度模型,通过中间值最大隶属度算法,将原有的模糊调度模型转化为清晰的调度模型,并应用了遗传算法进行优化求解。仿真实验验证了算法的有效性。     

单机系统的生产调度与预防性维护的集成优化

针对单机系统,提出一种综合考虑生产调度和设备维护的联合决策模型.该模型利用目标规划的方法联合优化生产与维修部门各自的目标,决策工件的加工顺序和机器维护的方式.设计了遗传算法对模型进行优化求解,并与枚举算法相比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合决策与独立决策相比较的数据实验结果表明,所提出的决策模型表现优异,能有效解决生产调度与设备维护的集成优化问题.     

非对称模糊加工时间工期指派调度优化问题的一类多项式求解算法

针对工件加工时间为非对称模糊数,极小化提前完工惩罚和拖期完工惩罚之和的均值的单机工期指派调度优化问题展开研究.证明了当模糊加工时间具有相同宽度比时,该问题是多项式可解的,并 给出了多项式求解算法.同时根据历史数据,构造了工期指派问题的调度模型,并利用所给出的算法求得最优解,从而 表明所提出的模型和算法的有效性.      

基于可用度约束的风力机单部件顺序维修优化

为提高风电场运行维护效率,以风力机为对象开展风力机单部件顺序维修优化研究.通过引入有效年龄的概念,考虑改善因子随维修次数的增加而降低的情况,分析最小维修、不完全维修和更换对风力机有效年龄的影响.考虑维护期内突发性维修成本、不完全维修成本、更换成本、停机损失和固定成本,将部件单生命周期划分为若干个维护期,以维护期个数和维护期时间间隔为决策变量,部件更换周期内单位时间维护成本最低为目标,建立可用度约束下的风力机单部件顺序维修优化模型.采用内点法和枚举法求解模型,完成算例分析,并验证模型的有效性.结果表明,与传统的周期维修和顺序维修相比,该模型求解得到的最佳维修计划可以保证风力机各部件的可用度均在98%以上,且维护期时间间隔更加符合工程实际.     

面向定单交货期窗的连续生产过程生产调度

针对连续工业生产过程中的调度,把各个订单的交货期考虑为一个连续时间窗,并根据订单交货期的约束,把一段连续的生产时间进行离散化,在允许拖期交货的情况下,建立面向订单交货期窗约束的连续过程生产调度数学模型,使企业的生产不仅满足订单需求量和交货期的要求,而且使企业在生产中获得最大的生产利润;对各个时间段的设备生产率进行实数编码,采用遗传算法对模型进行优化求解,并讨论了拖期惩罚系数的选择对调度结果的影响.仿真结果表明,所提出的模型具有可行性和有效性.     

基于健康指数的预防性维护与多目标生产调度联合优化建模

以健康指数逐渐衰退的单机生产设备为研究对象,引入役龄递减因子和故障率递增因子,建立了设备的修复非新模型.在此基础上,综合考虑维护方案与生产调度间的相互作用与决策实际,在预防性维护建模中拓展分析作业延误平均成本率,在生产调度中提出最小作业中断成本目标,并结合最小最大期望延迟时间、最小总期望延迟时间,以实现多目标全局决策优化.通过实例分析,结果表明,建立的基于健康指数的预防性维护与多目标生产调度联合优化模型可有效地规划出统筹维护周期与生产排程的综合优化方案.     

牵引供电系统维修计划优化与仿真

牵引供电系统维修计划的制定需要兼顾运行的可靠性和维修的经济性。应用一种可靠性分析方法—Go法对某高速铁路牵引供电系统的可靠性进行了分析,推导了系统可靠度的定量计算公式。考虑到牵引供电系统众多电气设备之间维修的经济相关性和预防性维修的不完备性,建立了以系统可靠度为约束条件、维修费用最小为优化目标的有限时间区间牵引供电系统维修计划优化模型,基于一种改进的离散粒子群算法设计了仿真程序,具有良好的收敛性。仿真结果验证了模型的客观有效性,可以应用于牵引供电系统维修计划的制定。     

基于比例故障率模型的柴油发动机视情维修决策

为提高柴油发动机运行的可靠性,减少维修费用,建立了一种基于威布尔比例故障率模型的车用柴油机的视情维修决策模型。首先利用AIC准则选择了威布尔分布作为故障数据的最佳分布,然后使用PCA将润滑油中各种金属含量数据进行了加权融合,得到了更加全面有效的特征协变量,继而将处理后数据通过最大似然估计得到了模型参数估计值;再综合单位维修费用最小和可用度最大的原则,建立了综合维修优化模型,基于该模型求得了最优预防时间间隔以及相应的视情维修决策模型。最后通过同类型柴油发动机实例进行了分析和验证,结果表明,该方法可用于柴油发动机的视情维修决策,降低了维修的费用,提高了运行可靠性及可用度。     

基于Web Services的机车故障诊断决策支持系统

本文针对机车质量控制系统设备故障征兆和故障原因对应关系的复杂性和多样性,开发了基于规则和基于实例相结合的基于Web Services的机车质量控制决策支持系统,研究了模糊产生式规则和模糊推理技术在故障诊断决策系统中的应用。通过引入面向对象技术和XML,使知识的复用、表达更加方便快捷,能较好的解决机车车辆的智能诊断和检测,提高了故障诊断的可靠性和速度,降低了设备的维修成本。     

最佳觅食算法求解多目标混合流水车间调度问题

针对生产车间中需要同时考虑减少生产时间、确保加工质量以及通过减少能耗而降低生产费用的需求,建立以完工时间、空闲时间、加工质量和机器能耗为目标的多目标混合流水车间调度模型,提出一种基于直觉模糊集相似度的最佳觅食算法.为有效求解此问题,提出基于Largest Order Value规则的双层整数编码方式,在机器层编码部分采用权重法来计算机器的选择概率.针对多目标优化,提出直觉模糊集相似度的解比较策略,采用直觉模糊集相似度的大小衡量Pareto解与理想解的相似程度,判断Pareto解的优劣.通过测试实例和实际案例,验证本算法求解多目标混合流水车间调度问题的有效性和可行性.     

计及可靠性的配电变压器组年度检修计划优化

针对已有基于经济性的配电变压器组检修计划研究鲜有计及可靠性约束的现状,在设备状态评价的基础上,分析检修模式对变压器故障率的影响,以计划检修费用和随机故障停电损失费用之和最小为目标,建立计及可靠性约束的配电变压器组年度检修计划优化模型。该模型对配电变压器的检修时间和检修模式进行优化决策以得到经济性最优的年度检修计划;并采用基于实数编码的自适应遗传算法进行求解。结合RBTS Bus2系统进行算例分析,计算得到经济性最优的检修计划及经济性指标;并分析可靠性约束对系统总费用的影响。     

基于延迟时间模型的风电机组维修策略

为了解决目前风电机组故障维修不合理导致维修成本过高、运维效率低的问题,以多部件串联风电机组为对象展开维修策略研究：基于延迟时间理论将部件故障分为潜在故障和功能故障,在预防性检测的基础上推迟维修,提出一种机会维修方法。综合考虑备件物流、停机时间及维修成本等因素,建立了风电机组机会维修模型。结合风场实际故障数据,采用蒙特卡洛法求解该模型,探索了检测周期和推迟维修时间对风电机组可用度和维修成本的影响规律,结果表明,考虑推迟维修时的机会维修策略优于传统预防性维修,该模型求解得到的最佳方案能够将风电机组可用度提升至98%,更具有经济优势和工程应用价值。     

异构分布式实时系统中容错调度模型的研究

研究了基于异构分布式系统的实时容错调度算法 ,同构分布式系统中的处理机完全相同 ,而在异构分布式系统中各个处理机均不相同 ,各个处理机有不同的处理能力和不同的健壮性 .提出了可靠性成本概念 ,建立了一个基于异构分布式系统实时容错调度模型 .基于该模型 ,设计了一种实时容错调度算法 ,算法在不增加系统硬件成本的情况下 ,提高了实时分布式系统的可靠性 .     

A Fault Detection and Isolation Scheme Based on Parity Space Method for Discrete Time-delay System

A Fault detection and isolation （FDI） scheme for discrete time-delay system is proposed in this paper, which can not only detect but also isolate the faults. A time delay operator ↓△ is introduced to resolve the problem brought by the time-delay system. The design and computation for the FDI system is carried by computer math tool Maple, which can easily deal with the symbolic computation. Residuals in the form of parity space can be deduced from the recursion of the system equations. Further more, a generalized residual set is created using the freedom of the parity space redundancy. Thus, both fault detection and fault isolation have been accomplished. The proposed method has been verified by a numerical example.     

A software reliability growth model for component-based software incorporating debugging delay and imperfect debugging

In view of the problems and the weaknesses of component-based software(CBS) reliability modeling and analysis,and a lack of consideration for real debugging circumstance of integration testing,a CBS reliability process analysis model is proposed incorporating debugging time delay,imperfect debugging and limited debugging resources.CBS integration testing is formulated as a multiqueue multichannel and finite server queuing model(MMFSQM) to illustrate fault detection process(FDP) and fault correction process(FCP).A unified FCP is sketched,given debugging delay,the diversities of faults processing and the limitations of debugging resources.Furthermore,the impacts of imperfect debugging on fault detection and correction are explicitly elaborated,and the expressions of the cumulative number of fault detected and corrected are illustrated.Finally,the results of numerical experiments verify the effectiveness and rationality of the proposed model.By comparison,the proposed model is superior to the other models.The proposed model is closer to real CBS testing process and facilitates software engineer's quantitatively analyzing,measuring and predicting CBS reliability.