舰载机甲板机务勤务保障作业调度与资源配置集成优化

针对舰载机甲板机务勤务保障作业调度研究中存在的工序执行模式单一、勤务保障设备考虑不全、作业调度优化与资源配置优化研究相互独立等问题, 通过系统分析作业流程、工序执行模式、资源转移与分配等约束条件, 将移动保障车纳入保障资源范围, 建立了舰载机甲板机务勤务保障作业调度与资源配置集成优化模型。在此基础上, 设计了第二代非支配排序遗传算法并对模型进行优化求解。仿真结果表明, 保障完工时间随着资源配置数量的递增呈现边际效应。为确保机群保障作业按照既定的甲板作业周期完成, 各保障任务存在最低资源配置数量方案。     

考虑保障装备可用度的舰载机作业调度优化

为了在保证较高水平的保障可用度前提下提高舰载机出动效率, 提出一种支持可用度约束的统计优化模型及其对应的启发式求解算法。能够同时生成舰载机的保障作业调度方案和保障装备计划性维护的时间安排, 并通过基于仿真的优化方式, 在启发算法的适应度评价中增加对视情维修和事后维修的仿真, 提高了舰载机作业调度方案的鲁棒性。仿真结果表明，所提算法能够提供一个稳定可靠的基准调度方案, 避免不必要的重调度。     

不确定环境下舰载机保障预反应式动态调度优化

针对舰载机机务勤务保障过程中的不确定性和动态特性,研究舰载机保障预反应式动态调度优化问题。在预调度阶段设计双种群遗传算法,融合左右种群双向对齐迭代技术提高解的全局最优性,结合设定的保障期限求得带有工期保护缓冲的鲁棒性预调度方案。在反应性调度阶段,建立以最小化保障完工时间和最小化调度调整损失成本为目标函数的反应性调度模型,设计针对单一个体的自适应分层双目标变邻域优化算法,对预调度方案进行局部调整,优化反应性调度的效率和稳定性。提出5种不同反应性调度调整策略,对多种扰动类型下的不同保障机组的预调度方案进行局部调整和分析。为不确定环境下舰载机基准预调度计划的制定和反应性调度方案的调整提供了决策支持。     

基于Memetic算法的舰载机舰面一站式保障调度

面向舰载机舰面保障效率和资源利用率等效能指标,系统分析了一站式保障流程约束和资源约束条件,建立了舰载机多机舰面一站式保障调度的数学优化模型。针对传统优化算法难以求解大规模调度问题,提出了一种Memetic算法。首先,为了使可更新类资源负载均衡化,采用一种嵌入资源分配策略的串行调度方案;其次,设计了一种基于子拓扑结构的自适应变异策略以提升算法的探索能力,并引入基于模拟退火机制的局部搜索方法;最后,基于不同调度规模案例的仿真结果验证了模型和算法的可行性和有效性。     

基于多主体的舰载机综合保障过程建模方法

针对舰载机面向作战任务的实时动态的综合保障需求,提出了基于多主体的舰载机动态保障模型。系统分析了舰载机使用保障与维修保障的基本过程,探讨了其有限资源约束下的动态调度特征。建立了三层混合控制的多主体模型架构,保证模型具有足够的柔性与收敛速度。重点考虑保障过程中主体（Agent）间合作博弈特征以及故障等系统扰动的影响,提出了一类基于合同网的交互协商机制,以提高Agent间的协商效率,并尽可能消除重调度的影响。给出了Agent的个体抽象原则,并定义了可扩展的Agent内部结构。在此基础上,给出了舰载机动态保障的有限资源调度算法。最后以舰载机的战备完好性指标单位时间出动架次为优化目标,选取舰载机的典型任务模式对模型进行了验证。     

舰载机出动离场调度优化算法

出动离场调度是舰载机起降作业中关键一环, 可抽象为NP(non-deterministic pdynoial)难问题的混合车间调度问题。首先，在传统数学规划模型基础上, 引入逻辑约束及间隔变量, 建立了约束规划模型。然后，通过调度分解技术构建多机调度转化为单机调度的启发式规则, 并提出了单机约束引导启发式搜索与约束规划二分法迭代算法, 给出了问题的求解流程。算例仿真表明, 约束规划可有效解决不同规模下的离场调度, 并快速收敛到阈值内; 在中小规模出动时, 所提算法效率比传统智能方法提升约2个数量级, 具有较强实时规划能力, 但随着实验规模增大算法收敛时间呈线性变化趋势, 而在本文研究范围内仍优于传统智能算法, 具有良好实用价值。最后，用起飞位数量对出动效率进行灵敏度分析, 发现C2起飞位对出动效能贡献最大。     

基于HTLBO算法的舰载机机群机库维修任务调度

舰载机机库维修能力是制约舰载机机群可用度乃至出动、作战能力的关键要素, 为提升舰载机机库维修效率并减轻传统人工制定维修计划的负担, 研究了舰载机机群机库维修任务调度方法。首先, 系统分析了舰载机机群机库维修任务调度的作业流程模式, 基于维修资源约束, 面向实际维修任务需求, 提出了将舰载机机群波次可用度指标和机库维修人员负载均衡性指标作为分层优化目标, 建立了舰载机机群机库维修任务调度模型。其次, 将模型抽象为多技能资源受限项目调度问题, 提出了基于资源约束推进的串行调度机制, 并设计了混合教与学优化算法。最后, 通过设计仿真案例和算法对比, 验证了模型和算法的可行性与有效性, 所提出的混合教与学算法具备更好的收敛速度和优化性能, 有一定的工程借鉴意义。     

基于HPSO算法和GA的舰载机甲板布放方法比较

以戴高乐航母为研究对象,基于不同优化算法,对其舰面舰载机布放问题的解决方法进行比较,以此作为解决其他类型航母同样问题的参考。首先,分析了解决舰载机舰面布放调度问题的先决条件,包括舰面战位的设置;各战位间距离的测量计算;舰载机正常的出动流程分析;舰载机出动时间计算公式的设计。其次,将舰载机舰面布放调度问题转换为带有约束条件的多目标函数求最小解问题,并给出了数学模型。再次,给出了利用改进的粒子群优化 (honeybee particle swarm optimization,HPSO)算法和遗传算法(genetic algorithm,GA)对问题求解的解决思路。最后,对两种算法50次独立运算的结果,分别从平均最短出动时间、平均最短移动距离、标准偏差以及算法的收敛性和精确性等方面进行比较。结果表明,HPSO算法较GA更适合于解决该布放问题。     

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.     

混合Jobshop炼钢-连铸重调度方法及其应用

炼钢-连铸生产过程中加工设备起、停时间经常会出现严重延迟,导致调度计划不可行. 目前人工调整,存在响应速度慢和调整结果不优化的问题. 对炼钢-连铸混合Jobshop重调度问题进行了分析,提出了正在作业炉次已分配设备不变的重调度方法. 并提出了求解策略,将原调度分解为两个子调度问题. 引入炉次操作状态参数β,建立了正在作业炉次的时间修正模型,构造了启发式方法进行求解.对于未作业炉次,建立了多目标非线性0-1 整数规划模型,构造了并行逆推启发式算法进行设备指派,采用线性规划求解各操作的开工时间.基于上述方法开发了动态调度软件应用于国内某大型钢铁企业,在缩短动态调度时间、减少钢水冗余等待时间方面取得了显著成效.     

舰载机模块化弹药调度方案优化设计

舰载机模块化弹药存储和调度是未来发展的主要趋势之一。模块化弹药调度与整弹调度相比，调度对象的数量成倍增加并且多了一个弹药装配环节，使调度工作的难度呈指数级增长。针对模块化弹药调度问题，建立以任务完成时间最小化和各舱室与升降机平均工作时间最小化为优化目标，以各模块调度次序、机器选择和调度起始时间为约束条件的舰载机模块化弹药调度模型，设计递推法计算任务完成时间，并使用改进的遗传算法对模型进行求解，结合模块化弹药特点优化多层编码方式，使染色体更加完整地表达弹药在各个阶段的信息。通过仿真验证，所提的舰载机模块化弹药调度方法生成的调度方案具有可行性。     

载机军舰回收舰载机的运行模型

对良好气象条件下载机军舰回收舰载机的模型进行研究,以便合理安排在回收阶段发生舰载机复飞、逃逸时空中交通,保证载机军舰回收舰载机的流量与等待航线、着舰航线、甲板阻拦区及甲板停机区等各阶段的容量相适应。对回收舰载机流程进行研究,基于系统动力学理论,建立影响空中交通流量管理的存量流量图及运行模型,并以美国载机军舰回收舰载机为例对该运行模型进行了验证。运行结果表明,本运行模型在舰载机复飞、逃逸的条件下能进行载机军舰空中交通流量管理的趋势预测,可为空中交通流量管理方案的制定提供技术基础。     

舰载机牵引系统甲板调运避碰路径规划

针对舰载机牵引系统的甲板调运过程,提出了一种适用于复杂障碍物环境中不规则形状目标的路径规划方法。针对舰载机外轮廓特点,建立了目标的凸构型描述形式,并推导了多目标间碰撞检测及距离计算方法,在此基础上提出了舰载机牵连运动的轨迹跟踪控制算法,同时引入行为动力学方法实现牵引系统的避碰路径规划。为提高复杂环境下的避碰能力,基于广义符号阈值函数,提出了避障行为策略改进方法。仿真结果表明,本文提出的算法能够有效地解决舰载机牵引系统的避碰路径规划问题。     

基于改进蚁群算法的舰载机弹药调度

针对舰载机弹药调度供求点多、批次量大等特点,通过分析限制因素,建立了调度方案求解模型。利用蚁群算法对方案模型求解,提出了具体实现算法,每次循环对信息素进行变异调整,并通过引入遗传算法的精英保留和交叉运算操作思想,克服了基本蚁群算法搜索时间长、易陷入局部最优解等缺陷。数值仿真结果验证了调度模型的正确性,以及改进蚁群算法的有效性。     

体系贡献率评估的研究框架、进展与重点方向

为了适应现代化战争体系对抗的要求,装备系统的发展和运用应该服务于作战体系大局,从体系角度衡量装备对于作战体系的贡献程度,并以此作为装备论证、研制和使用的基本依据.由于作战体系的复杂性,装备系统对作战体系的贡献率(简称体系贡献率)评估研究涉及到多种类型、多个方面的贡献.论文首先从问题域和技术域两个方面建立体系贡献率评估的研究框架;然后在此基础上梳理了国内外的研究进展;最后根据研究框架分析研究现状的不足,并提出了体系贡献率评估的重点研究方向.     

舰载机着舰非线性反演控制方法研究进展

现在舰载机着舰控制以线性方法为主,而着舰的非线性特征和舰尾流等外部扰动可能导致线性方法失效,因此有待进一步研究非线性方法在着舰控制领域的应用。首先对非线性控制方法在舰载机着舰中的应用进行了综述,总结了各类非线性方法在着舰应用的优势及不足;然后针对反演这一非线性方法进行了重点概述:在分析舰载机传统反演方法不足的基础上,结合舰载机着舰过程中因为外界环境扰动和雷达噪声等因素可能引发的舵面受限,重点总结了受限指令反演方法在一般飞控的研究进展,研究了受限指令反演方法的优势和不足,探讨了将受限指令反演方法引入着舰控制的可能性;最后对未来发展方向进行了展望。