考虑生产效率与工艺的资源受限项目调度问题

多模式资源受限项目调度问题(MRCPSP)是建设项目进度优化问题的重要数学模型。但传统的MRCPSP模型难以同时表征工序时长、成本与资源需求之间的多种关系。为了解决这一问题,该文提出了一种MRCPSP模型,并利用约束规划(CP)对算例进行了求解。该问题模型通过定义生产力函数以及各工序对各类资源总需求的组合表征工序时长、成本以及资源需求之间的关系。经验证,该模型可以模拟施工过程中生产力变化的情况,并允许在优化求解时考虑工艺选择对结果的影响,相比传统的MRCPSP模型,求解结果有更明确的工程含义,具有实际应用价值。     

计及绿证交易和发电权交易的含光伏系统两级优化调度

油田的电力供应主要来源于自备电厂,随着油田电网大规模光伏发电的接入,针对自备热电厂收益降低和绿色配额约束的问题,引入绿证交易和发电权交易,以油田为全局、以自备热电厂为局部,制定两级优化策略。考虑双方收益均衡问题,基于博弈理论,建立油田全局供电博弈模型,针对自备热电厂内部优化问题,计及可行性约束、技术性约束和政策性约束,建立自备热电厂机组出力优化模型。利用教与学优化算法求解模型,得到自备热电厂与光伏博弈均衡解和热电厂最优机组组合出力。结果表明:考虑绿证交易和发电权交易的两级优化均衡了热电厂及光伏的利益,提高了自备热电厂的效益,在满足绿色配额约束下,减轻了政府可再生能源补贴压力,提高了社会的全局效益。     

一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力的优化模型

通过在不考虑暂态稳定约束的模型中加入暂态稳定约束,建立了考虑暂态稳定约束的可用输电能力的教学模型,并采用约束转换技术对该模型进行处理,最后用常规的优化方法进行求解.     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

炼钢车间多天车动态调度仿真方案

针对炼钢车间多天车动态调度问题，提出了一种滚动调度策略下的仿真调度方案.模型目标函数考虑了最小化天车调度与工序调度在时间节奏上的偏离度，同时考虑了最小化天车工作量及其差异；约束条件在遵守天车避碰约束的同时，考虑了工位容量约束和重调度各种初始条件对天车调度的约束.模型以基于仿真的启发式方法求解.以某炼钢车间双天车调度为实例进行了仿真实验.实验结果表明，该天车调度方案能够维护工序调度稳定，减少和均匀天车工作量.滚动调度策略下，提出的启发式方法所得解的优化性能最高能达到最优解的96.3%.提出的滚动调度策略下的启发式方法相比于现场采用的实时规则调度方法，调度优化性能提高26.4%.     

多资源约束下串并联生产系统的多目标动态维护

针对多资源约束下的串并联生产系统,在多资源约束条件下考虑系统的可用性,以各工序资源需求优先级为标准,建立了一种多目标动态维护模型.引入权重因子,通过采用可靠度恢复因子描述各工序设备维护前后可靠度的变化过程,建立以维护成本和系统可用度为优化目标的维护策略.通过仿真抽样求解出系统在给定区间内的预防性维护与机会维护阈值.结果表明,该维护策略能保证多资源约束下的串并联生产系统维护成本和系统可用度最优.     

考虑多资源约束的非等效并行机节能调度算法

针对瓶颈工序光刻过程中考虑能源消耗、多类型多数量的掩膜资源、换模等约束的非等效并行机调度问题,进行了改进型免疫克隆选择算法的调度方法研究.首先对问题域进行描述,以最小化总加权完成时间与能源消耗量为优化目标,建立了数学模型;在此基础上提出了一种带精英策略的多目标免疫克隆选择算法,该算法融合了非支配排序遗传算法的排序规则,并引入深度邻域搜索算子、种群更新算子以提高算法搜索性能及挖掘性能.最后,对算法进行仿真实验,结果表明该算法是有效的、可行的.     

考虑火电机组调度计划交付能力的风火电联合优化与调度

为了规模化开发利用风电,应对高不确定性风电资源的大规模接入,针对我国贫油、少气、富煤的能源结构布局,主要从火电机组调度计划交付能力的角度来研究风火电联合优化与调度,探索充分发挥风火发电的互补机制与理论方法.通过引入机会约束规划来处理风电的随机性,并建立了含概率约束的不确定模型.针对离散时间调度模型中存在的能量不可交付和备用容量上下限不可达的问题,提出含积分约束的连续时间调度模型,将风火电联合优化与调度这一实际问题建模为一个含连续时间约束与概率约束的不确定非线性规划问题,并给出将该问题转化为确定性问题的方法.对所提出的连续时间调度模型进行实验仿真表明了该模型的合理性和有效性.     

多资源约束下串/并联生产系统的机会维护策略

以多资源约束下的串/并联生产系统为研究对象,根据系统内各个工序的资源需求优先级对工序进行排序,结合预防性维护阈值确定需要进行维护的设备以及这些设备所处的工序,在其中选取资源需求优先级最低的工序为标准,建立系统的机会维护策略;采用可靠度恢复因子描述设备维护前后可靠度的演化过程,建立以维护成本为优化目标的维护模型;通过Matlab编程对实例进行计算分析来验证模型的有效性与科学性.结果显示,该维护策略能保证多资源约束下的串/并联生产系统维护成本最优.     

含储能装置的园区综合能源系统三级协同规划设计方法

研究综合能源系统的配置和优化策略对于保障区域用能平衡、降低系统投资成本、提高运行的经济性具有重要的意义和价值.提出了含储能装置的园区型综合能源系统的三级协同规划方法,首先将综合能源系统的设计过程划分为设备选型、容量配置与运行优化三个阶段;然后根据各阶段之间的递进和耦合关系,采用系统级的建模方法,对各类设备的选型与运行约束进行总结和提炼,并引入储能装置约束,从而形成了结构简洁、约束紧凑的综合能源系统规划模型.针对该模型中的非线性函数项,引入了辅助变量和约束,将其等价转化为易于求解的混合整数线性规划问题.最后,分三种情形对某园区待建综合能源系统进行优化配置.算例测试结果验证了所提模型和方法的有效性.     

基于启发规则的双向冲压生产线调度研究

根据冲压车间生产的无等待并行流水作业的特点,提出了一种基于启发式规则的双向冲压生产线的调度模型.在该模型中,建立在满足工序约束、机器约束、无等待约束等约束条件下的优化模型,提出了冲压作业的重复、折回和前行等排程规则,解决在冲压作业调度中的机器占用冲突问题,保证得到可行的调度解.并设计嵌入启发式规则的混合遗传算法来进行求解.最后通过一个例子对调度模型和求解算法进行了验证.     

运输通道货运量分担率的目标规划模型

从系统角度出发,分析了综合运输通道内各类运输方式的经济技术特征;考虑了运输货物类型的多样性,运输方式与货物的运输相容性,以运输成本最小化和运输需求满意度最大化为目标,运输需求满意度采用最大化最小需求满意度方法,使得运输量与运输需求量比值最小的满意度最大化,以货物与运输方式的相容性为约束建立了1个多目标0-1混合整数线性规划模型;并设计了求解该模型的算法,通过1个算例对模型进行了数值演算以表明模型和算法的可行性。研究结果表明:考虑货物与运输方式的相容性约束,能实现各类运输方式的最大运输能力约束以及最小运量要求,使约束模型的约束条件简化;运用数学优化软件Lingo11.0对求解算法编程,分别对运输成本和需求满意度的单目标优化问题进行计算,在短时间内能找到最优解,而对多目标优化问题计算可得到有效解。     

基于改进GA含蓄电池充电次数约束的微电网动态调度

针对独立微电网的动态优化调度问题,以微电网系统运行约束、可控微源出力特性约束及蓄电池运行约束作为微电网优化模型的约束条件,考虑蓄电池充放电转换次数约束,建立以独立微电网运行经济成本与环境成本为综合优化目标的动态优化调度模型;然后,采用一种基于Tent混沌映射技术与NDX交叉策略的改进遗传算法求解该模型;最后,通过仿真算例验证模型的合理性。结果表明,优化调度模型中供热/电可靠性水平与综合成本间呈近似线性关系,合理限制蓄电池充放电转换次数有利于降低综合成本。与其他算法的对比结果表明,改进遗传算法在求解该类复杂的多约束优化问题时收敛效果良好。     

基于遗传算法的插接管道焊缝扫查机器人能量最小轨迹优化

针对插接管道焊缝扫查机器人末端执行器连续轨迹规划必须满足的运动限制条件,建立了安装高度可调节的全局能量最小优化多目标组合模型,该模型综合考虑了机器人的避障、末端轨迹精度、动力学约束与冗余度能量最小优化问题.基于遗传算法给出了针对该能量最小优化模型的轨迹搜索方法.仿真结果验证了该方法的有效性,并可推广应用到其他类型机器人.     

面向订单的钢铁企业生产管理一体化系统

在对钢铁企业信息化体系结构及生产管理模式等进行理论研究的基础上,基于高级计划排程的思想,提出了面向订单的钢铁企业一体化计划与调度系统的体系结构模型.针对一体化生产管理中的库存匹配问题,建立了热轧带钢库存匹配模型;针对一体化生产管理中的能力匹配问题,建立了考虑钢铁生产加工工序约束和设备能力约束的能力计划模型.同时从订单排产和作业计划的角度研究了钢铁生产各主要环节的生产计划方法和调度策略,及其整体上的相互关联.     

考虑产品堕化的生产计划与设备维修集合优化研究

针对单设备生产系统为解决生产计划与维修计划独立决策的不足,构建了生产计划与设备维修计划的联合优化模型。考虑设备役龄对产品加工工时的影响,在联合优化模型中引入产品堕化效应。在分析设备故障时,区分设备闲置状态和生产状态,同时考虑产品实际加工时间和设备役龄的关系,以生产计划与设备维修计划的集成计划总费用最小为优化目标,建立考虑产品堕化和设备运行时间的生产与维修的联合优化模型。运用改进粒子群算法求解能力约束下的联合优化问题,结合算例分析,说明联合优化模型在企业生产中的实用性,验证该联合优化模型的有效性和应用价值。     

偶应力介质结构的最优强度拓扑优化

在等应变能密度分布的意义下给出了偶应力介质结构最优强度的拓扑优化设计方法。优化模型的设计变量为单元的密度,约束函数为许用材料的体积用量,目标函数通过等应变能密度准则隐式地给出。该方法的优点在于将强度约束/目标的显式应力形式进行转化,避免了应力函数优化问题中的奇异性、强非线性及约束的局部性等困难。数值算例表明,基于优化模型,偶应力介质的最优结果依赖于结构的最小局部尺寸与偶应力介质特征长度的比值。当宏观结构的尺寸远大于特征长度时,偶应力介质的结果趋于经典连续介质的相应结果。     

基于投入产出模型的武钢炼铁系统能耗与节能潜力分析

针对武钢炼铁系统建立多级能源投入产出模型,采集并分析武钢炼铁系统2010~2013年生产及能源数据,通过该模型计算焦炭、烧结矿及铁水的能值与能耗,运用吨钢能耗e-p分析法计算工序节能量,采用指数平滑法预测未来一年的能源需求量。结果表明,降低焦化、烧结、高炉工序能耗,加大回收余热、余能等二次能源的力度,增加喷煤量以提高煤焦置换比以及优化生产结构等措施均有助于该炼铁系统的能耗降低。     

强耦合声振薄板结构的降噪阻尼层优化

研究了平稳激励下附加阻尼层薄板结构的声辐射优化问题.考虑了声介质与薄板间的耦合作用和位移约束弹簧边界,建立了含弹性边界的有限元/边界元声振强耦合模型.在优化设计问题中,将声功率和声压转化为以结构位移为变量的表达形式,提出声功率和声压灵敏度的直接求解方法;根据薄板厚度与质量和刚度矩阵的关系推导并建立了以阻尼层相对厚度为设计变量的人工阻尼材料模型,讨论了强弱耦合模式、弹性边界条件、激励频率和阻尼系数对优化设计的影响,数值优化算例证明了所提方法的有效性.     

基于遗传算法的插接管道焊缝扫查机器人能量最小轨迹优化

针对插接管道焊缝扫查机器人末端执行器连续轨迹规划必须满足的运动限制条件，建立了安装高度可调节的全局能量最小优化多目标组合模型，该模型综合考虑了机器人的避障、末端轨迹精度、动力学约束与冗余度能量最小优化问题。基于遗传算法给出了针对该能量最小优化模型的轨迹搜索方法．仿真结果验证了该方法的有效性，并可推广应用到其他类型机器人．