基于准时制的时间成本双目标作业调度优化

提出了一种基于混合遗传算法的以生产周期和生产成本为优化目标的作业调度方法，该方法采用Giffler-Thompson启发式调度算法产生活动的调度，基于工序编码的染色体决定了工序调度的优先级，在启发式调度算法产生的冲突集合中，根据工序的优先级选择下一步安排加工的工序，混合遗传运算在全全局范围内搜索具有最优调度工序优先级的染色体，同时，在GifflerThompson的启发式算法中，采用了反向调度的策略，即从工件的交货期开始，先安排最后一道生产工序，然后依次安排前一道生产工序，直到工件的第一道工序调度完毕，形成一个完整的调度方案，在算法中，不仅考虑了工件的生产周期和多个工艺计划，而且考虑了库存费用和加工费用，设计了基于生产周期和生产成本的双目标适应度函数，算例结果表明该方法是可行的。     

强制工期相等的双机流水车间排序问题

讨论了强制工期相等的n个工件在双机流水车间的加工.在允许机器空闲的条件下,寻找一个工件排序,使得最大提前完工时间最小.由于工件不允许延迟,问题可能会不可行排序.先讨论问题的可行性,如果问题可行,找出一个可行序列作为预排序列,并给出一个算法计算出每个工件尽可能迟的开工时间,而后,给出一个多项式时间算法,在预排序列的基础上,通过调整最先加工的工件来获得最优排序.     

具有双重时间窗约束的作业车间调度算法

为解决实际生产调度中等待时间受限引起的工件加工时间窗约束和设备能力有限引起的机器可加工时间窗约束,以工件完工率最大为优化目标,建立了具有双重时间窗约束的作业车间调度模型,提出了求解该模型的基于启发式规则的禁忌搜索算法。在分析优化目标与约束条件关系的基础上,提出了工件选择和机器分配的启发式规则,并利用启发性规则生成初始调度方案;设计具有块邻域结构的禁忌搜索算法,减小了邻域规模,通过迭代优化最终获得较优的调度方案。选择多种不同规模的算例与传统算法进行对比分析,实验结果表明了所提算法的可行性和有效性。     

带有可控性维护的单机调度问题研究

为在附加费用不大的条件下,通过最小化工件完成时间之和来减小work-in-process中的库存,尽可能使工件按期交付,在将工件调度与机器维护统一进行考虑的模型基础上,提出了带有预防性维护的单机调度问题,并对其进行了建模.将机器的维护周期适当放宽,以便在保证总的附加费用不超出预先给定的一个常数的前提下,实现工件的完成时间和的最小化.对工件加工允许中断的情况给出时间复杂度为O(n*ln(n));对工件加工不允许中断的情况给出一个启发式算法,其时间复杂度为O(n2).由该启发式算法很容易得到问题的可行解,从而为问题的进一步研究打下了基础.     

轧钢切断阶段动态HFS调度模型和LR算法研究

以钢管生产为背景,在分析钢管切割工艺的基础上,提炼出第一阶段具有批处理特征的动态HFS调度问题,建立了数学规划模型,目标是最小化所有工件的加权完成时间.针对该模型,构造了改进的拉格朗日松弛算法(lagrangian relaxation,LR)的求解过程,设计了求解批级子问题的动态规划算法和构造可行解的启发式算法.     

可拆分平行机排序问题的一个启发式算法

为缩短工件的完工时间,将极小化最大完工时间的平行机排序问题作为研究目标.在此问题中,允许同一工件拆分成多个子工件在不同的机器上同时加工,同一工件的任何2个子工件不可在同一台机器上加工.与以往研究不同,对工件的拆分方式进行了限制,即工件拆分后所得子工件的长度不能小于给定的阀值,且工件拆分次数尽量少,这是一个NP难问题.借助于LPT算法的思想,提出了一个求解该问题的启发式算法,实现了工件的自动拆分和工件到机器上的自动分配.通过多个实例对文中算法进行了测试,数值结果表明:该算法可行、稳定性良好,适用于工件拆分方式具有类似限制的平行机排序问题的方案决策.     

基于改进粒子群算法的柔性制造系统无死锁优化调度

柔性制造系统的优化调度问题是一个复杂的组合优化和NP-hard问题。以赋时Petri网为模型、最小化最大完工时间为优化目标,利用改进粒子群算法对一类柔性制造类系统建立了一种新的无死锁优化调度方法。该方法首先采用2层编码方式对路径和工序进行编码,建立工序与粒子位置之间的一一映射关系;其次,基于实时在线的死锁避免策略对粒子进行死锁检测与修复,保证所搜索的粒子均能解码为无死锁的可行调度序列;然后,设计了2种改进策略：粒子工序定向调整策略和局部搜索策略,以提高算法的寻优效率和局部搜索能力,保证快速得到最优或次优的可行序列;最后,利用2个仿真实验验证所提算法的有效性。实验结果表明：与其他已有算法相比,改进粒子群算法在求解柔性制造系统无死锁优化调度问题上具有较好的寻优能力。     

设备空闲时间段调整的设备驱动综合调度算法

针对设备驱动的综合调度算法没有考虑工序的结束时间,以及其同设备加工的下一道不可调度工序的开始时间形成该设备的空闲时间段可缩短的调度优化问题,提出了设备空闲时间段调整的设备驱动综合调度算法.该算法为使空闲设备即将加工的不可调度工序提前加工,缩短了设备闲置等待时间,提出该不可调度工序的最短加工路径,通过优先加工该路径上工序,使其紧前工序尽早加工完成.实例验证该算法可以有效缩短设备空闲等待时间,提高设备利用率.      

带有释放时间的半连续型批处理机调度问题(运筹学与控制论)

半连续批处理机调度问题,是从钢铁工业加热炉对管坯的加热过程中提炼出来的。工件按批加工,同一批中工件的加工时间等于此批中工件的最大加工时间,且工件必须按周期一个紧挨着一个进入、离开处理机。批处理机的容量为C,即最多可同时加工C个工件,批的容量为批中工件的个数,批的处理时间与批中工件的加工时间、批处理的容量和批的容量有关。本文研究释放时间与加工时间一致时,对于目标函数为最大完工时间问题,即时间表长问题,分析其最优解的性质,从而将问题转化为工件按释放时间非减顺序排列后,对工件进行分批,使得最大完工时间最小。在此基础上给出了一个复杂性为O(n2)的动态规划算法,证明了这个算法的最优性,并用数值例子进一步说明了算法的计算过程。     

调整时间可分离的FlowShop调度问题F3|s|C_(max)

研究了三台机器调整时间可分离的FlowShop调度问题,目标函数为极小化最大完工时间·证明了最优调度可能不是排列调度,但是工件在前两台机器上具有相同加工顺序的调度中至少存在最优调度·在排列调度范围内,对于工件在第二台机器上的调整时间与加工时间之和的最大值不超过工件在第一台或第三台机器上的调整时间与加工时间之和的最小值的情况,给出了求解最优调度分派规则,并以分派规则为基础给出了多项式最优算法     

集装箱港口集疏运调度系统作业模式的仿真分析

为解决复杂的集装箱港口集疏运系统多阶段动态调度的问题,借鉴柔性制造系统(FMS)生产调度问题的研究方法,提出了由集装箱集疏运问题向FMS生产调度问题转化的方法和模型;分析了各个阶段动态调度的决策点和决策规则,提出了基于规则的方法实现集装箱集疏运系统的实时动态调度,为集装箱码头调度问题的研究提供了新思路和新方法.利用WITNESS仿真工具分别模拟了面向作业线的静态调度和面向作业面的动态调度两种集装箱集疏运调度模式,结果表明,动态调度模式的效率提高了约9.66%.     

炉容受限的加热炉调度问题及启发式修复算法

针对钢铁生产中炉容受限的加热炉调度问题,建立并行加热炉调度的多目标优化模型,并针对问题的NP-难特性提出一种启发式修复算法.在松弛炉容约束得到初始调度的基础上,通过不断检测冲突并消解冲突实现问题的有效求解.根据最小冲突板坯优先的变量选择策略选择冲突板坯,并根据最小在炉板坯数的值选择策略为冲突板坯重新指派新的加工机器;为避免搜索陷入死端,算法增加回溯机制以保证得到可行的调度方案.数据实验表明:该算法能够有效求解炉容受限的加热炉调度问题,且具有较高的计算效率.     

热轧流水线的轧制节奏优化和监控

热轧生产线的特征是缓存区以长度空间为约束的制造系统,是制造过程中同时改变上下游缓存区状态的Ｔｉｍ ｅ－ｃｒｉｔｉｃａｌ实时系统和混合动态复杂系统．为发掘制造系统的最大生产能力,文中以Ｐｅｔｒｉ网为建模工具,研究热轧生产线的静态最优节奏控制和基于实测参数的状态重构监控技术．状态重构方法及其节奏修正方法对于线性构件串行制造系统具有普遍意义,且是实际制造系统特别是高风险系统既保证效率又兼顾安全的实用监控方案．     

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。     

基于混合整数规划法的自然崩落法放矿计划优化

放矿计划是自然崩落法矿山生产过程中最重要的环节.针对传统手工编制放矿计划随意性大及出矿品位不均衡,在对其进行科学系统的分析基础上,本文运用混合整数规划法解决自然崩落法放矿计划优化问题.以计划期内与目标品位偏差最小为目标函数,综合考虑矿量、品位、放矿速率、崩落指数、排产指数等约束条件,构建放矿计划优化的混合整数规划模型,并在MATLAB环境下用YALMIP编写模型语言调用CPLEX求解器进行求解,使品位波动降低18％,进而得到最优短期放矿计划方案.经实例验证,此方法科学可行,对充分发挥自然崩落法的优越性和提高矿产资源的回收率具有重要的理论和现实意义.     

FMS生产环境下的零件分批模型及算法研究

根据FMS生产计划、工件加工工艺以及FMS资源等情况提出了一个零件分批模型和分批优化算法．根据零件加工时间、系统托盘数及零件批量等对所加工任务进行分批预处理,在交货期等约束条件下以各机床的加工时间分配均衡为目标,采用逐次搜索剩余零件空间的方法找出最合适的零件分批组合．仿真结果表明算法是有效的．     

基于事件逻辑的炼油企业动态调度系统

针对炼油生产动态调度问题,开发了基于事件逻辑的调度优化系统.在分析大量实际生产事件和调度专家处理经验的基础上定义动态事件,生成事件逻辑.将事件逻辑与广义析取规划相结合,建立了基于事件逻辑的动态调度模型.基于事件逻辑的动态调度建模方法增加了动态调度模型生成的快速性和灵活性,在保证调度优化性的同时获得较好的调度实时性.最后,以某炼油厂"原油供应不足"事件为例进行仿真实验.结果表明,基于事件逻辑的动态调度系统是可行、有效的.     

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。     

基于遗传算法的主生产计划优化模型

文章针对生产与销售多种产品且每个产品具有多级装配结构的典型离散型生产制造企业,研究了其主生产计划调度优化问题;以全生命周期中生产与库存费用最小为目标,通过引入提前和拖期惩罚费用因子,建立了加工能力受限情况下的主生产计划优化数学模型;将遗传算法和启发式方法相结合,提出了一种新型的企业资源计划的主生产计划优化的求解策略;对典型实例进行仿真,并对求解性能进行了比较,结果表明该算法模型是有效和可行的。     

地下煤矿采掘计划计算机辅助管理系统

分析了地下矿采掘计划的技术特点和矿山生产计划数学模型与计算机方法的研究现状，同了一种地下矿采掘衔接计划计算机辅助管理系统的设计方法及其实现技术，指出了提高地下矿生产计划计算机管理系统的适用性与实用性的途径。