考虑下游ICU病床容量约束的鲁棒手术计划调度

手术计划调度是医疗资源配置的重要组成部分,也是复杂的组合优化问题.由于在手术计划调度过程中,存在手术时间、术后重症监护病房(intensive care unit,ICU)内住院时间、急诊病人的到达、病人取消等不确定因素.本文考虑手术后下游的ICU中病床资源的容量约束,基于不确定的手术时间和术后ICU住院时间,借助ellipsoid和box不确定集合刻画不确定性,提出一个手术计划调度两阶段鲁棒优化模型,得出易求解的鲁棒等价问题,并提出列生成启发式算法.算例结果表明,较之住院时间的不确定性,手术时间的不确定性对总成本和手术块的加班时间影响显著,而住院时间的不确定性对ICU内短缺病床数量有显著影响.管理者可选择恰当的手术时间和住院时间的不确定水平参数组合(Ω,Γ),综合权衡手术块的加班时间和ICU内病床的短缺数量,尽可能地最大化手术室、ICU病床资源的利用率.     

随机急诊需求下基于分支定价算法的手术计划研究

手术计划是优化医疗资源配置的重要组成部分,涉及众多的不确定性,是目前医疗管理领域研究的热点和难点问题.本文聚焦于考虑急诊病人随机手术时长需求的择期病人手术计划问题研究,在各个手术室具有异质性的情况下,优化手术室的超时成本和闲置成本,并为一个计划周期内的择期手术进行手术室和手术日期的分配.建立了一个0-1整数规划模型,针对问题情境和手术计划特有的约束条件提出了满足问题特性的分支定界和列生成相结合的精确型分支定价求解算法.其中在分支定界算法上,通过对比选择适合问题特性的节点选择策略,并且提出了分步分支策略加快搜索过程.为加快列生成算法的求解,通过数值积分和等价转换将带有不确定性的子问题转变为一个0-1背包问题的变形,然后设计动态规划算法进行求解.数值实验表明,根据问题特性设计的分支定价算法可有效求解具有不同实例规模下的手术计划问题,和CPLEX相比,大规模情形下能够在可接受的计算时间内得到问题最优解.     

求解模糊机会约束规划模型的微粒群算法

针对现在不确定规划领域中存在的模糊机会约束规划模型和群智能优化方法-微粒群算法,提出了一种求解模糊机会约束规划模型的新混合智能算法.该算法利用微粒群算法并运用模糊模拟技术对模糊机会约束规划模型的规划问题进行分析和数值求解,因而无需像传统的基于遗传算法的混合智能算法那样需要很长时间并经过复杂的计算才能得到结果.通过对实际模型的分析和数值求解,给出了应用该方法的具体步骤,说明了该混合智能算法的合理性和有效性.     

基于优化资源流约束的模具多项目反应调度算法

针对模具多项目执行过程中由于任务拖期而导致的调度计划变更,提出了一种基于优化的资源流约束的反应调度算法. 首先利用基于优先规则的微粒群算法构建一个项目加权工期之和最小的初始调度计划,采用启发式算法建立并优化初始调度计划的资源流网络,并将关键链技术与资源流网络相结合,对初始调度计划进行合理的时间缓冲设置. 然后建立了以调度计划扰动费用最小为优化目标的反应调度模型,并用基于优先规则的微粒群算法进行求解. 最后,通过仿真计算分析了算法的可行性与可靠性,结果表明该反应调度算法在模具多项目动态调度中具有一定的应用价值.     

基于MRO服务提供商的设备预维修调度

为了解决MRO服务提供商的预维修调度问题,提出了基于设备故障预期的预维修人员优化调度方法。在该研究方法中,分析了MRO服务提供模式及其优点,建立了基于设备故障统计分布的预维修计划时间优化模型,根据模型确定设备的预维修计划时间,建立了设备预维修调度模型,采用量子粒子群算法对模型求解,并比对基于预维修计划时间的先来先服务方法。最后,通过实例示例了基于MRO服务提供商的预维修调度的求解过程,并对结果进行了分析,保证了模型的合理性及算法求解的有效性。     

求解模糊需求车辆路径问题的两阶段变邻域禁忌搜索算法

模糊需求车辆路径问题(CVRPFD)是对带容量约束车辆路径问题(CVRP)的扩展,属于经典的NP难题,其求解与需求确定CVRP区别较大,较为复杂,具有很强的理论和现实意义.基于先预优化后重调度的思想,提出一种新的两阶段变邻域禁忌搜索算法(VNTS)对其求解:在预优化阶段,基于可信性理论构建模糊机会约束优化模型处理客户点模糊需求,设计VNTS求解预优化方案;在重调度阶段,设计随机模拟算法模拟客户点实际需求,提出一种新的点重调度策略对预优化方案进行调整.算例实验表明两阶段变邻域禁忌搜索算法是一种求解CVRPFD的有力工具,点重调度策略调整效果较佳.     

卫星地面站资源调度优化模型及启发式算法

针对涉及合理确定各地面站各类设备的数量及其分布,对设备进行最优调度,提高地面系统资源利用率等卫星地面站资源优化问题,建立了一种非线性泛函优化模型,并根据实际,在适当假设的基础上建立了系统的0-1规划模型。为了求解模型,提出基于地面站资源冲突消解策略,提出了一种启发式调度算法。利用该算法,研究了一个5站10星问题的调度方案,并与人工经验调度方案进行了比较。结果表明,采用这种启发式调度算法,卫星获得服务的时间增加,平均每天服务总圈数没有明显下降,说明该算法是有效的。     

变动补偿的多模糊选址-路径机会约束模型及算法

针对同时具有模糊需求和模糊旅行时间,且有车辆容量、配送中心容量和时间窗约束的选址-路径问题,基于预优化和实时调整的两阶段策略,引入变动成本的概念,建立变动补偿的机会约束预优化模型.在实时调整阶段,考虑多模糊参数的联合影响,定义变动成本为因车辆剩余容量不足返回配送中心卸载的额外配送成本和因车辆实际到达时间超出客户时间窗的时间惩罚成本总和.鉴于多模糊参数影响的时间窗可信度计算复杂,且已将时间惩罚成本作为变动成本的一部分修正目标函数,去掉时间窗机会约束,设计一阶段模拟退火算法求解,贪婪聚类构建初始解,随机模拟法估算变动成本.测试算例验证了模型和算法的有效性.得出,该模型可弱化偏好值的影响,生成实时调整变动幅度小且整体最优的预优化方案,提高对不确定环境的风险抵抗力,且求解简单;该算法是求解此类问题的较好算法;研究成果为多模糊选址-路径问题提供新的求解思路.     

可更新资源受限的工期-费用权衡问题及粒子群算法

传统离散时间-费用权衡项目调度问题(DTCTP)中,可更新资源约束被忽略,将可更新资源约束引入DTCTP模型,形成可更新资源受限的工期-费用权衡项目调度问题(RRCDCTP)。在活动执行模式中增加可更新资源需求量,并考虑项目执行中的单位工期的可更新资源限量约束,基于可更新和不可更新两类资源的使用量计算活动费用。根据模型特点,提出一种求解该模型的粒子群优化算法。实例验证结果表明,当存在可更新资源约束时,在相同总费用预算约束下,RRCDCTP获得的最优项目工期比DTCTP获得最优工期长;同时,可更新资源限量越小,最优调度计划中具有浮动时差的活动数越少。     

时序约束下科学工作流的动态调度研究

随着分布计算技术的迅速发展,利用广域分布的计算资源构建并执行科学工作流,已成为当前学术界和工业界关注的热点问题.为满足用户和计算控制机制的需求,往往需定义科学工作流的时序约束.但是,由于任务处理时间具有不确定性,在运行过程中容易出现时序违反.为保证科学工作流的正确执行,迫切需要能根据实时运行状态自动实现动态调度的方法.针对已有研究方法的不足,本文提出了一种基于遗传蚁群混合算法的科学工作流动态调度优化方法.首先,建立了时序约束下的科学工作流动态调度模型,该模型综合考虑了科学工作流的时间与成本优化目标,并融合了基于概率的时序约束满足性需求;然后,采用改进的遗传蚁群混合算法实现模型求解.该算法通过设计提高种群搜索导向性及保持种群多样性的策略,从求解精度及求解速度两方面提高了求解效率.最后,通过与现有方法的多组实验对比,说明了本文算法的优越性.     

耦合Riccati不等式组解的局部优化算法及其在微分对策中的应用

研究与线性二次微分对策的Nash次优均衡对策相联系的一组耦合Riccati矩阵不等式组的解的算法问题。将耦合Riccati矩阵不等式组的求解问题化为具有非线性约束的非凸优化问题，用双线性矩阵不等式（BMI）方法给出了Riccati矩阵不等式组解的局部优化算法，这种算法可以用MATLAB中的线性矩阵不等式工具箱（LMI Toolbox）求解，并给出了这种算法在微分对策中的一个应用实例。     

考虑充电调度的共享电动汽车调运模型与优化

随着单程站点式共享电动汽车的迅速发展,用户需求定向性等因素导致的车辆分布时空不平衡日益凸显.对一个考虑充电调度的单程站点式共享电动汽车的调运问题进行了研究,其中以调运总成本为优化目标,考虑车辆的续航里程,员工工作时间等限制,同时对车辆的调出、调入站点以及参与的员工进行决策,使得车辆在站点间实现平衡且需要充电的车辆停放于有充电桩的站点.建立了一个0-1非线性规划模型.为更好地求解数学模型,针对员工的同质性提出了针对单一调运以及针对整条调运路径的共3个有效不等式以消除各解之间的对称性.基于随机生成的算例验证了上述描述的有效性.结果表明3个有效不等式均能改善模型的求解,3个有效不等式联合使用能缩短中大规模算例的求解时间50%以上.     

多分厂、多机型纺织企业生产计划模型及优化算法

本文提出了可用于具有多分厂、多机型的纺织企业的生产计划模型。该模型实质上是一个大型混合整数规划问题。文中对这类实际上无法在微机上求取最优解的模型,提出了一种将专家系统方法和线性规划方法结合起来的求取模型近似最优解的优化算法。模型及算法已在微机上实现,并在实际使用中取得良好效果。     

考虑订单可得时间和客户时间窗的电商末端配送路径问题

针对考虑订单可得时间和客户时间窗的电商末端配送路径问题，考虑配送特点（订单可得时间）、客户的时间需求（时间窗）和客户分布分散等特点，以最小化配送总里程为目标，构建了基础数学模型，并通过分析问题特征对模型改进，从而构建了改进数学模型。在此基础上，提出两种有效不等式，并设计了基于分离两种有效不等式的改进分支切割精确算法对模型进行求解。最后，通过测试多组算例，不仅对两种数学模型进行了比较，而且分析了不等式对算法性能的影响；通过与CPLEX默认的分支切割算法对比，验证了改进的分支切割算法的优越性。结果表明：对小规模的实际算例，采用改进的分支切割算法可以在极短的时间内得到最优解，具有很好的实用效果；对规模较大的算例，采用改进的分支切割算法得到的最优解可以对智能算法性能进行评价。     

海外油气项目多目标投资组合优化方法

针对中石油海外复杂合同模式及经营环境多变情况下如何实现产量、投资、效益、风险等多个目标优化配置的问题,本文建立了考虑时间维度及风险因子的非线性多目标优化数学模型,表征了海外不同合同模式涉及的复杂商业规则和约束条件,提出了一种全新的求解多目标优化模型的混合优化方法.该方法先通过排队过滤法生成满足目标和约束条件的投资组合解;然后以该解的特征参数作为约束条件进行线性优化,求出投资组合局部最优解;最后以该最优解作为初始投资组合通过遗传算法求解得到一系列投资组合可行解.通过利用该方法对海外油气项目开展多目标投资组合优化,验证了该方法对于海外项目多目标优化的适用性,为海外项目规划方案设计提供了科学适用的思路和方法.     

A NEW ALGORITHM FOR PURX O-1 LINEAR PROGRAMS WITH INEQUALITY CONSTRAINTS

ＡＮＥＷＡＬＧＯＲＩＴＨＭＦＯＲＰＵＲＸＯ－１ＬＩＮＥＡＲＰＲＯＧＲＡＭＳＷＩＴＨＩＮＥＱＵＡＬＩＴＹＣＯＮＳＴＲＡＩＮＴＳ￥ＣＨＥＮＪｉａｎｆｅｉ（ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０...     

CIMS中带多资源的CLSP问题的遗传启发式算法

ＣＬＳＰ（Ｍｕｌｔｉ－ｉｔｅｍｓｉｎｇｌｅ－ｌｅｖｅｌｃａｐａｃｉｔａｔｅｄｄｙｎａｍｉｃｌｏｔ－ｓｉｚｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍ）是在受能力约束限制下，确定Ｎ种不同的项目在给定的计划范围Ｔ内的每一个时间段批量，使得在整个计划范围内（Ｐｌａｎ－ｎｉｎｇＨｏｒｉｚｏｎ）项目总的调整费用和库存保管费用以及生产费用之和最小。本文采用遗传算法和线性规划结合来求解带多资源的ＣＬＳＰ问题。     

基于遗传算法的机器人装配顺序规划的研究

装配顺序规划对于机器人自动装配的可行性和优化性方面起着重要作用。首先在装配工艺信息的表达、零件装配顺序的染色体表示、装配中约束的分类方法方面进行了研究，并提出将不同类型的约束在遗传算法的不同阶段予以考虑。针对装配零件顺序规划和优化中的具体要求，对遗传算法作了改进，在传统的遗传算法步骤中增加了一个静态约束检测步骤。仿真结果表明该方法是有效的，为机器人自动装配中的装配顺序的自动生成提供技术支持。