可重入制造系统中可视化仿真调度的研究与应用

可重入制造系统调度问题随着半导体工业的迅速发展日益得到重视，仿真调度是解决这类问题的重要方法，可视化仿真因其仿真过程的可监控性与良好的交互性在仿真调度中得到了采用.本文将可视化仿真应用于可重入制造系统的调度，通过引入虚拟设备对这类制造系统进行了基于生产路线的可视化仿真，有效地解决了直观表达该类系统加工路径重入性的问题，提高了调度效率.     

基于B-T规则与遗传算法的可重入生产系统调度

可重入生产系统调度问题属于NP难题，将遗传算法方法与调度规则结合起来用于解决可重入生产系统的调度问题。针对可重入生产系统的重入特点，建立了一类可以实现缓冲区与传统规则双重选择的缓冲区-时间(B—T)规则；然后在设备分组与分时段的基础上，提出了基于B—T规则组合的可重入生产系统调度策略，并采用遗传算法与过程仿真相结合的办法对B—T规则组合进行优化，仿真比较验证了该调度策略的有效性。     

用于柔性流程工业生产调度的并行多目标遗传算法

分析了柔性流程工业区别于一般制造系统在生产调度方面的特点 ,在此基础上针对这类系统所具有的多目标、混合动力学特性、调度实时性等特征 ,提出了一种新的并行多目标遗传算法 .在解决多目标解的评价时 ,采用了目标分级评价技术 ,求解过程始终将解的最优性和决策者对目标的偏好信息结合在一起 .为反映这类问题的混合特性 ,提出了一种新的双层编码方案 .在算法中采用的递阶分解并行技术 ,使计算时间至少减少一个数量级 .计算机仿真结果表明 ,对于这一类复杂的柔性流程工业生产调度优化问题 ,本文提出的方法具有很好的实际应用前景 .     

基于一种新的评价指标的可重入生产系统调度

可重入生产系统的调度研究对制造业的发展具有重要的实际意义和理论价值。然而许多动态调度寻优方法需要将系统表示成有限的离散时间Markov过程．而常用的平均输出率作为评价指标时无法找到具有明确物理意义的状态作为Markov过程的吸收态。本文针对以上情况，对封闭可重入生产系统提出将系统某调度策略下首次进入阻塞前的平均输出工件个数作为评价谊策略性能的新标准，并通过计算二站四缓冲区系统四种静态优先策略下的以上两种评价指标验证新标准的合理性；将系统首次进入阻塞前的平均输出工件个数作为优化目标表示成新形式的代价值函数、转移代价函数，应用到神经元动态规划策略中，对封闭可重入生产系统进行调度策略优化，并将对系统内工件个数较少时获得的调度策略直接应用到系统内工件个数较多的生产系统中，获得满意的蛄果，进一步验证系统首次进入阻塞前的平均输出工件个数可作为平均输出率的有效替代。     

开环可重入排队网络的递阶增强型学习调度

对平均费用型马氏决策过程 ,研究了一种递阶增强型学习算法 ;并将算法应用于一个两台机器组成的开环可重入生产系统 ,计算机仿真结果表明 ,调度结果优于熟知的启发式调度策略.     

在轨空间智能制造:分布式调度建模与优化

在轨空间制造系统是在行星大气层外的需要地面工厂、在轨空间工厂、天地运载工具协同的以进行空间设施建造为目标的一类分布式制造系统.分布式调度建模和高效优化求解技术是实现在轨空间智能制造的关键技术之一.本文针对一类具有组件地面分布式制造及运输、地空分批次运输、组件在轨装配等典型特点的在轨空间智能制造系统,将其分解为分布式同质流水线调度,考虑运输时间的同速并行机调度,考虑工件释放时间、机器可用时间、机器处理能力的单机批调度以及考虑组件释放时间、优先约束的单机调度等问题,并基于模型协调思想建立以最小化组件生产到产品装配总时长为目标的分布式多阶段调度模型.进而,将用于求解连续优化问题的易理优化算法扩展到离散调度问题,提出求解该分布式调度问题的基于易理优化的模因算法.基于中规模、大规模算例的仿真结果和算法分析比较表明:相较于粒子群算法、教学算法、水波算法等智能优化算法,所提算法是一种求解分布式多阶段调度问题的可行、有效算法.值得一提的是,这是第一篇关于在轨空间智能制造系统调度优化的研究.     

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.     

钢管生产计划中的多目标柔性Job-shop调度问题

基于国内大型钢铁企业中钢管生产的实际,将无缝钢管的生产计划调度抽象为多目标柔性Job-shop问题(MFJSSP).在考虑产线产能各不相同、产线定修、前置库存限制的情形下,构建了混合整数规划模型, 解决①多产线共存情形下的生产路径柔性选择;②以订单的按时完工、各订单的供料尽量连续、规格转换成本最小为目标的多目标生产调度优化.鉴于该问题的NP-hard性, 设计改进的遗传算法进行求解,该模型和算法已被用于无缝钢管冷区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.     

平顺移动下等量分批FJSP多目标优化研究

为解决平顺移动下等量分批柔性作业车间调度问题多目标优化的困难,对平顺移动下等量分批柔性作业车间调度多目标优化方法进行了深入研究。首先,针对平顺移动方式下等量分批柔性作业车间调度的特点,建立了一类以完工时间最短和制造成本最低为优化目标的等量分批柔性作业车间调度多目标优化模型。其次,提出并设计了一种改进的NSGA II算法对模型进行求解。算法中引入面向对象技术处理复杂的实体逻辑关系,使用一种基于工序及设备编码的分段编码技术进行编码,采用分段交叉和变异的特殊遗传算子实现遗传进化,应用4种精细化调度技术于解码过程以提高设备利用率。最后,通过案例分析验证了方法的有效性。     

天基预警调度方法研究

作为一种复杂多传感器跟踪任务, 天基预警过程可视作一种多维离散时间序列监控与预测问题. 预警任务具有高实时性、动态性、高低轨配合、多星协作等特点, 因而调度模型需能够优化利用预警资源完成有效预警. 本文从实际问题出发, 主要阐述两项工作: 第一, 提出基于信息增益的多目标优化预警调度模型, 第二, 阐述免疫克隆选择算法, 并给出一种分布式并行调度求解方法, 以改善调度算法的收敛速度和鲁棒性, 解决实际需要. 最后, 通过基于HLA的仿真系统, 以美国SBIRS为背景, 验证了本文调度模型和算法的有效性.     

A Heuristic for the Job Scheduling Problem with a Common Due Window on Parallel and Non-Identical Machines

1. INTroDUCTIONThe emergence of JIT (Just in Time) management tee~gy opens up a recency research field for the jobscheduling and production managemellt. As its farther develOPment, the earnness-tardiness job schedulingproblem becomes a hot research point over y6ars. conference [1] gives a review on job scheduling problem withearnness and tardiness penalties. Reference [2] p~s another scheduling problem for minimizing the rangeof lateness on a single machine, and reference [3] giVes a he…     

求解作业排序问题的通用混合遗传算法研究

车间作业排序理论是生产管理与组合优化领域的重要研究方向 ,由于其固有的计算复杂性( NP-Hard) ,一般无法利用经典方法求出最优解。本文针对一般作业排序问题 ,将遗传算法与启发式方法相结合 ,建立了一种混合算法框架 ,利用遗传算法改进启发式方法的求解性能 ,同时利用启发式方法引导遗传搜索过程 ,以提高其搜索效率。通过对完工时间与平均延误时间等不同优化目标的计算分析与比较表明 ,该方法对不同类型的排序问题均具有相当满意的求解效果.     

软计算求解并行多机成组工件调度问题

自从Zade将模糊理论引入求解组合优化问题以来，出现了很多基于模糊规则与智能优化算法相结合的软计算方法，文章尝试将这种方法用于解决并行多机成组工件flow-time问题，本问题中，设有n个工件计划在M台并行一致的机器上加工，这n个工作根据相似性分为b组，开始加工时，需要一个准备时间，当工件接续在同组工件之后加工时，不需要准备时间，反之，接续在不同组工件之后加工时，需要一个准备时间，本问题的目标是找到一个工件加工的调度顺序序列，使M台机器总的流水时间最小，在文章中，作者首次利用模糊规则量化结合遗传算法的软计算方法求解这类复杂的组合优化问题，最后给出计算实例及仿真结果。     

基于遗传算法的混合Flow-shop调度方法

混合Flow-shop调度问题（Hybrid flow-shop scheduling problem,HFSP),是一般Flow-shop调度问题的推广，由于在某此工序上存在并行机器，所以比一般的Flow-shop调度问题更复杂。本文提出了遗传算法求解混合Flow-shop调度问题的方法，给出了一种新的编码方法，设计了相应的交叉和变异操作算法，能够保证个体的合法性，同时又具有遗传算法本身所要求的随机性。最后给出了某汽车发动机厂金加工车间的生产调度实例，表明了此算法的有效性。     

加工时间线性递减的平行机排序问题

主要讨论了具有两台处理机的平行机排序问题和每批恰为k个工件的串行工件同时加工排序的平行机排序问题。在这两个问题中,工件加工时间均为开工时间的线性递减函数,目标函数为极小化总完工时间。对于第一个问题,证明了其最优排序可由工件按基本加工时间不减排列得到,由此得出其最优算法,并指出了该结论对于加工时间随开工时间线性递增的情况并不成立。对于第二个问题,根据其与第一个问题在某些性质上的相似性,给出了其最优算法。最后指出所讨论的两个问题的结论均可推广到m台处理机的情况。     

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.     

等待时间受限的流水车间调度问题的若干性质

等待时间受限的流水车间调度问题广泛存在于高温连续作业或中间产品不稳定的流水车间生产管理过程中, 要求工件在相邻机器上的等待时间不能超过一定的上限. 针对以最小化最大完工时间为目标函数的该类问题, 研究了加工机器上的工件序列特征, 并在此基础上分析了基于排列排序进行问题求解的可行性和有效性, 为算法求解提供了理论依据.     

平行机及自由作业的排序与转包

研究工件排序与转包相联的模型,即制造商从客户处接受一批工件,这些工件既可以由制造商加工,也可以一定费用转包给承包商加工.制造商需要确定被转包的工件集及工件的加工顺序,使得加工费用和转包费用之和为最小.研究制造商为平行机及自由作业,承包商为单机情况下的排序与转包模型,基于动态规划算法给出了近似算法,并分析了该算法的性能比.