考虑能效的多机器人协同装配线平衡方法

为解决工位内多机器人的协同装配问题,以装配线的节拍、能源的总消耗以及机器人的总投入成本最小为优化目标,建立了工位内多机器人协同作业的装配线平衡问题的数学模型.在此基础上,提出了一种基于工位码、任务码、机器人码三层编码的多目标混合帝国竞争算法,该算法融合了非支配排序遗传算法的排序规则,并引入了延迟爬山算法,以提高算法的搜索性能.最后,对算法进行仿真实验,结果表明该算法是有效、可行的.      

任务分区及工位约束下装配线第二类平衡研究

装配线平衡直接影响产品产量,也是在装配线布局初始或重构时所必须面临的问题.针对第二类装配线平衡问题(ALBP-2),构建了一种考虑优先关系约束、任务分区约束和工位约束的多目标优化模型.为提高模型求解效率,采用逐步缩小节拍搜索范围的动态步长方法,提出基于自动机回溯算法的改进粒子群算法,提高了任务分配合理性,快速搜索出具有最小节拍和负载平滑系数的任务分配方案.引入任务分配矩阵表示每个工位上的任务分配情况,使结果描述更加明确.通过案例分析验证了所提模型和方法的有效性.     

改进智能水滴算法求解多目标混流装配线平衡问题

针对第Ⅰ类混流装配线平衡问题，为了更大限度地提高装配线效率，设计一种基于改进智能水滴算法的多目标混流装配线模型.该模型通过在选择工位的同时考虑启发式因素与土壤值来提高装配效率，在处理产品切换引起的负荷变化的同时，能够很好地优化装配线的工位数、平滑指数和操作关联度.通过使用帕累托分层对传统的智能水滴算法进行修改，从而达到一个帕累托集以实现目标的优化.利用若干个装配线问题的标杆算例对提出的算法进行测试并进行指标分析，实验结果显示与其他算法相比，本研究算法计算出的结果更优，非支配解比例、解集分布性等指标更好.     

基于多种群遗传算法的装配线平衡问题研究

产品在制造过程中,装配作业成本大约占制造成本的30%,装配线平衡问题是影响装配作业效率的关键因素。在装配线平衡研究中,提出在固定作业工位下求解装配线平衡的问题,建立了以生产节拍和工位负荷均衡为目标的装配线平衡优化模型,采用多种群遗传算法对固定工位下装配线的生产节拍、工序分配、工位负荷均衡、装配线平衡率进行求解,并基于MATLAB环境实现了多种群遗传算法的编码和求解。最后通过实例求解,验证了模型和算法的可行性。结果分析表明:装配线平衡问题得到了较明显的改善。     

带资源空窗期的资源投入型问题的建模与优化

以飞机移动式装配线为背景,在基本资源投入型问题的基础上考虑资源空窗期约束,建立以最小化资源使用总成本为目标的数学模型.针对该模型设计了一种构造启发式算法,并提出了非关键任务优先级决策规则.考虑空窗期约束特点,以连续排入的两个非关键任务间结果最优的启发式规则来确定非关键任务位置,并提出以非关键任务优先级和关键任务开始时间为双链表编码的遗传算法,然后将启发式规则嵌套在遗传算法的解码和评估阶段.最后通过数值实验比较启发式算法和遗传算法与CPLEX在求解该问题时的优劣,证明了两种算法的有效性.     

双边装配线平衡的启发式算法

针对目前研究较少的双边装配线平衡问题,分析、研究了双边装配线平衡的特点,建立了问题的数学模型,并提出一种有效的启发式算法.在该算法中,采用基于位置的任务分配策略,运用多个启发式规则,如具有操作方位约束的任务将被优先分配,来进行任务的选择与分配;通过综合考虑E型任务在装配线双边的状况,确定其分配的具体方位,最大化E型任务的调节作用.大量实例运算结果表明,该算法具有较好的性能.     

拖拉机前机罩装配线平衡优化

为了优化生产,提高装配线效率,在对约束理论及装配线平衡研究的基础上,运用eM-Plant软件建立了拖拉机前机罩总成装配线的仿真模型。通过运行仿真,识别出了瓶颈工序,并提出了改进方案,消除了装配线上的堵塞现象,降低了工位闲置时间,提高了装配线平衡率。仿真分析的结果为装配线的规划与布局提供了科学依据。     

复杂箱体零件柔性机加工生产线平衡优化

在分析复杂箱体类零件柔性机加工生产线平衡问题相关约束及优化目标的基础上,提出了在生产线平衡优化的同时得到各工位最优或接近最优操作排序的方法.在引入工艺及工位约束的基础上,综合考虑加工中心的换刀及转位功能,以生产线节拍最短和成本最低为目标建立优化模型.采用粒子群算法求解,提出了一种启发式的译码方法,使每个粒子都能映射到一个满足约束的生产线平衡方案,引入了Pareto档案集,实现了多目标优化并结合精英保留策略提高了算法效率.最后,通过实例验证了该方法的有效性.     

轴辐式零担运输网络中集送货线路规划研究

根据零担运输企业集送货的运营流程,对集送货线路规划问题建立一个混合整数优化的数学模型并求解;然后提出了一个启发式求解算法.该启发式算法将该模型分解为多车场、带容量约束的集货规划和送货规划问题单独求解,并通过循环找到更优解.最后,通过对所研究企业在广东省的真实数据进行实验,得到改进的线路规划成本比当前模式节约达18.8%,为零担运输企业集送货线路的科学规划提供了参考．     

订货与发货整合批量调度问题

在对文题进行数学描述的基础上，建立求解该类问题的混合整数线性规划模型.证明问题NP 困难性并研究多项式可解子问题，进一步提出了3个启发式算法以及精确求解的分支定界算法.数值实验表明，所提出启发式算法以及分支定界算法的有效性与高效性.     

两种新的基于扩展规则#SAT问题求解算法

提出一种新的基于扩展规则的#SAT求解算法NCER,该算法在#ER的基础上加入启发式策略.该策略每次选择当前子句集的最长子句来减小极大项空间,使得递归调用的次数减少,从而加快求解效率.为解决基于扩展规则的#SAT求解器在互补因子较小的样例上的不良表现,结合NCER和CDP的优点提出混合#SAT求解算法NCDPER.实验结果表明:NCER较先前的#ER在所有85个随机SAT测试用例上有了显著的提高.通过与目前最好的基于扩展规则的#SAT求解器的比较,该求解器具有更好的性能.     

面向分段涂装作业的混合流水车间调度

基于船舶分段涂装作业,提炼出具有重入和等待时间约束的两阶段混合流水车间调度问题.其中第一阶段含多台批处理机,第二阶段含多台离散机且存在一次重入过程,两阶段间有等待时间约束.以最小化最大完工时间为优化目标建立数学模型,提出一种结合Metropolis抽样准则和变邻域搜索的混合量子粒子群优化算法,并利用多种启发式规则进行解码.实例验证和数值分析表明,所提算法是解决分段涂装调度问题的一种有效方法.     

面向产品投产比例的多Hoist调度研究

在电镀生产线上,多种不同类型的工件往往按照一定的比例关系组织生产,以应对多样化的订单需求,缩短订单交付周期,而为了克服由运输设备造成的生产瓶颈,加工设备之间的工件转运作业多采用数个自动化的Hoist(行车)来完成。针对面向产品投产比例的多Hoist调度问题,采用启发式策略实现多个不同类型工件在并行工作站上的分配,同时考虑工件加工时间窗口约束、工作站的使用能力约束以及Hoist无碰撞约束,构建了解决此类问题的混合整数规划模型。最后,以某印刷电路板制造企业的全板电镀生产实例验证了所建数学模型的实际应用价值。     

基于改进蚁群算法的大型综合建筑火灾疏散路径规划

动态逃生指示系统主要应用于大型综合建筑物内,此系统可根据建筑物内发生的火灾等突发情况动态指示人员疏散逃生,缩短逃生时间提高逃生成功率。通过研究现有动态逃生指示系统路径规划问题,提出一种改进蚁群算法,将Dijkstra算法和蚁群算法相结合,利用Dijkstra算法的全局搜索能力,调整了蚁群算法启发函数中初始信息素分布情况,同时结合探测到的火灾实时信息对蚁群算法的启发函数,转移概率,信息素挥发系数和更新规则进行改进。通过仿真实验表明改进的蚁群算法提高了搜索效率和全局搜索能力,降低了陷入局部最优的可能性并优化了逃生路线。     

基于带随机网络的多种群粒子群优化算法求解多资源受限柔性作业车间调度问题

多资源受限柔性作业车间调度问题(MRC-FJSP,multi-resource constrained flexible job shop scheduling problem)是一类复杂的组合优化问题。针对以最小化最大完工时间为目标的MRC-FJSP,提出了一种带随机网络的多种群粒子群优化算法(MPSO-RDnet, multi-population particle swarm optimization algorithm with random network)。首先,设计了一种半主动解码和基于启发式规则解码相结合的新型解码方式,对原有解空间进行有效裁剪。其次,提出了基于关键路径的两种邻域结构,提高算法局部搜索能力;引入了基于随机网络的多种群策略,提高算法全局搜索能力;提出了面向算法搜索停滞问题的重新初始化策略,增强算法的鲁棒性。最后,采用MRC-FJSP基准算例SFTSP进行测试,验证了算法的可行性和有效性。     

多约束最短路径模型与求解

提供满足驾驶员多个心理期望的路径是导航系统该解决的关键问题,其本质是资源约束最短路径问题,属于NP难问题,无法使用传统的最短路径算法解决.提供了多约束路径规划的数学模型,并使用了蚁群算法对其求解,在算法中针对问题重新设计了信息素更新规则和启发因子.实验证明算法具备良好的寻优能力,能准确找出路网中满足多种属性约束的路径.     

基于曲率约束因子与边缘加权法则的图像修复算法

针对当前较多图像修复算法主要通过对图像块进行方差和度量的方法来完成图像修复,忽略了图像块的显著边缘特性,使得修复图像容易出现模糊效应以及不连续效应等不良现象,导致算法修复性能不佳的不足,提出了基于曲率约束因子耦合边缘加权法则的图像修复算法.首先,通过像素点的等照度线方向构造曲率约束因子,对数据项进行约束,形成优先级度量函数,利用优先级度量函数选取优先修补块;然后,利用像素点的均值之差构造像素自相关模型,对样本块的大小进行了调整;最后,以样本块显著边缘为约束,构造了边缘加权模型,通过边缘加权模型联合SSD(sum of squared differences)模型建立了边缘加权法则,对最优匹配块进行搜索,用于对待修补块进行修复.仿真实验结果表明,与当前图像修复算法相比,本文设计的图像修复算法修复的图像具有良好的视觉效果.     

多模式下装配式建筑工程资源受限调度方法

针对以往装配式建筑调度研究中,主要基于一个活动只有一种固定资源投入和固定工期的执行模式,而实际调度过程中多种资源投入和不同工期的多种执行模式普遍存在的问题,以及装配式建筑一体化建造建模方法的不足,建立以装配空间工期最短,以及在装配空间工期最短限定下的生产空间工期最短的多模式资源约束模型,在该多维空间调度模型的基础上,设计了一种搜索能力强、能有效求解该问题的布谷鸟算法(CS)。最后通过装配式建筑项目实际案例分析和遗传算法(GA)的性能对比,证明本文构建的调度模型和算法设计能有效的解决多模式下装配式建筑工程资源受限调度问题,丰富了装配式建筑项目调度这一领域的理论方法。     

基于系统随机变动的时间缓冲设置方法

为了最大化瓶颈工站的利用率,在获得较高系统产能（TH）的同时得到一个合理的制造周期（CT）,构建了一种确定半导体晶圆制造系统中瓶颈工站前合适的时间缓冲的启发式算法.首先,根据排队理论及系统随机变动特性,提出了G/G/m排队网络模型.其次,根据瓶颈工站多重入特性,对时间缓冲进行分解.在此基础上,提出了一种确定合适时间缓冲的启发式算法.最后,根据时间缓冲,提出投料策略,并对算法进行仿真实验.结果表明,所提出的算法是有效可行的.