面向过程建模的选矿生产计划调度仿真系统

选矿生产作为钢铁企业生产的重要原料保障,其生产过程连续、原料处理量大、各个工艺环节及管理环节相互关联制约,导致选矿生产计划调度的各种智能优化方法在工程实际应用与验证中具有一定的风险和难度。针对上述问题,提出了基于PM(Production Modeler)的过程建模方法,建立面向UML对象和PM过程的可视化生产流程与智能优化方法相结合的选矿生产计划调度仿真系统平台,开发了相应的软件,为快速研究开发选矿生产计划调度方法提供有效的集成化仿真测试环境,系统具有较好的重用性和扩展性。     

连续过程生产调度5 日滚动作业计划的研究

生产调度是ＣＩＭＳ中的关键环节,也是最困难的环节,它决定了整个ＣＩＭＳ开发的水平。本文用“过程优化”与“系统优化”相结合的方法,研究连续过程生产调度系统的优化问题。将系统优化的结果反馈给过程模型,指导局部装置优化的思想为大系统的总体优化探索了一个新方法,开辟了一条新思路。并给出了生产调度系统的框架结构、大系统的优化原理和应用实例。     

流程式多品种成批轮番生产的分批与调度集成

随着顾客需求多样化和个性化,现代流程工业已由过去单一品种大量生产转向广泛采用多品种成批生产方式.本文基于供应物料和库存约束得出逐阶段加工中各批之间的优先级关系,采用连续时间建模策略建立了流程式多品种成批轮番生产分批和调度集成决策的混合整数规划模型,该模型考虑了计划决策方面的分批与调度集成,以及生产工艺上的多阶段、共享生产装置(设备)、库存限制、品种切换调整时间和物料动态转化率,在此基础上给出了模型求解的改进粒子群算法.通过企业实际背景算例验证了所给出规划模型的有效性和求解算法的良好性能.这既是对流程式多品种成批轮番生产分批及调度理论的拓展,也为流程工业企业多品种成批轮番生产管理实践提供了理论依据和方法支持.     

面向LVC训练的蓝方虚拟实体近距空战决策建模

真实-虚拟-构造为近距空战对抗训练提供了有力支撑。针对课题对蓝方虚拟实体的实际决策建模需求, 在对比分析深度强化学习与经典智能优化方法的基础上, 从优化理论的角度对神经网络的权值空间和结构空间进行定义, 提出基于智能优化的进化神经网络决策模型及其求解方法。首先,分析近距空战战术特点, 战机飞行运动模型, 实际决策建模需求。其次,分别设计战机关键飞行状态、动作空间、适应度函数, 实现蓝方端到端感知与决策。最后, 给出基于经典遗传神经网络的决策模型及求解示例。结果表明, 所提方法可实现蓝方战机通过对抗数据来学习对手作战特点的功能, 验证了模型及方法的有效性; 同时所提方法对目前智能优化及其改进算法, 以及不同结构神经网络具有通用性。     

基于行为运筹的生产调度干扰管理模型

针对生产调度过程中干扰事件导致初始方案无法继续实施这一难题,采用干扰管理思想,结合行为运筹中对人的行为与感知的研究方法与优化决策的研究手段,从客户、企业管理者和车间工人三个方面度量生产调度系统的扰动,提出基于前景理论的扰动度量方法,构建字典序的多目标干扰管理模型并采用改进的蚁群算法进行求解.数值算例中,通过与全局重调度和右移重调度的结果进行比较,得出本文方法更加科学——生成的干扰调整方案对系统的扰动更小.     

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.     

炼钢连铸混合智能优化调度方法及应用

针对多阶段、多设备以及精炼工序重数不同的炼钢连铸生产调度问题,建立了综合考虑工序设备指派和作业时间安排的非线性规划模型,提出了基于专家系统的设备指派、基于人机交互的邻域搜索与基于模型转换的时间优化相结合的三阶段炼钢连铸混合智能优化调度方法.该调度方法应用于国内某大型钢厂的生产调度,在减少钢水冗余等待时间、提高设备负荷率方面获得显著成效.     

基于多目标优化决策的飞机维护计划研究

将多目标优化和偏好规划引入到飞机维护研究中.先分析了优化飞机维护安排的关键因素,并用离散事件模型表示,然后利用多目标优化获得非支配解.最后,采用多属性决策模型支持维护决策者从非支配解中选择优先的非支配解.目标函数以及偏好的不确定性用区间表示,采用偏好规划进行求解.仿真表明该方法可以提供一种有效的方法建立、更新和改善维护计划.     

虚拟企业风险管理的组织化分布式决策模型

针对虚拟企业的柔性、成员的多样性和分布性等特征,及其带来的风险.提出了一个新的虚拟企业风险管理的组织化分布式决策模型.该模型分为2层,上层和下层,分别描述了虚拟企业中盟主和盟员的决策过程决策过程中主要考虑了由于私有信息所造成的盟主与盟员之间信息不对称的情况.针对该优化问题搜索空间巨大.且虚拟企业具有多成员的特点,设计了多种群粒子群算法来进行求解,仿真分析表明了该算法的有效性.     

单元化三级装卸搬运作业链集成优化的三层进化算法

传统物流作业调度主要对单级或两级之间的协调问题进行建模和求解，缺乏对物流作业多级特征的考虑. 针对物流装卸搬运多级作业链的复杂性，以批量作业完成时间为目标，研究单元化“装卸，搬运，装卸” 三级作业链的集成调度优化作业问题，并在此基础上提出解决三级协调与集成优化问题的三层嵌套进化算法. 通过算例仿真及其分析可得目标值和求解时间会随着问题规模扩大呈多项式曲线增长以及搬运级是三级装卸搬运效率的瓶颈环节，最后分析了其原因并提出相应解决方案.     

突发事件应急救援前摄性调度与反应性调度的集成优化

突发事件应急救援具有高度的不确定性与动态性,稳定可靠的救援计划及其合理有效的动态调整,对于应急救援的顺利实施具有重要影响.本文以企业生产事故与突发事件为主要对象,研究应急救援的前摄性调度与反应性调度的集成优化问题.作者首先对问题进行界定,构建前摄性调度优化模型以求得一个鲁棒性最大的基准计划,然后以此为基础建立调整损失最小的反应性调度优化模型.针对问题的NP-hard属性,设计专门的禁忌搜索启发式算法.最后,通过对一个实际井喷事故救援过程的求解分析对研究进行说明,得到如下结论:前摄性调度的鲁棒性与反应性调度的损失值之间,并不存在一个绝对的单调关系,通过反复多次的求解运算,可以找到二者之间平衡点,实现两种调度方式的集成优化.本研究可为突发事件应急救援基准计划的制定与动态调整提供定量化决策支持.     

分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法

分布式车间生产调度是企业实现高效生产的一个核心问题,而预防性维修作为保证车间设备安全性和可靠性的重要手段,应纳入生产决策的范围.针对设备维修导致的生产延迟问题,提出了一种辅助校正的仿真优化方法,建立了联合生产和预防性维修调度问题的数学模型和仿真模型,将基于序列交换的遗传算法与仿真校正的优化方法相结合,形成了快速仿真优化...     

赛汝生产系统构建与调度的研究进展

作为一种新的生产模式,赛汝生产(SERU production)因其响应快、柔性高、效率高的优势在佳能、索尼等电子产品制造企业被广泛采用并取得很好的效果,也因此引起了学术界的广泛关注.赛汝生产系统运作至少包括赛汝生产系统构建和调度两个关键决策过程,而且这两个决策过程都是NP难问题.为了降低计算复杂度,大多数已有研究都是对赛汝生产系统构建和调度进行单独决策,但赛汝生产系统构建和调度的单独决策无法产生全局最优解.为获得全局最优解,需要联合决策赛汝生产系统构建和调度.本文从赛汝生产系统构建与调度的单独决策、纯赛汝生产系统构建与调度的联合决策、混合赛汝生产系统构建与调度的联合决策三个方面,介绍和总结了赛汝生产系统构建和调度的研究进展,展望了未来的相关研究方向.     

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。     

多种资源受限多项目排序问题的两层决策方法

分析了多种资源受限多项目排序问题的性质和特点 ,提出用两层决策方法建立这类问题的数学模型 .将基于直接搜索法的随机全局优化方法用于求解该问题的全局最优解 ,给出了具体的算法步骤 .计算示例表明 ,本文建立的模型和给出的算法能有效地求解多种资源受限多项目排序问题.     

基于时延Petri网与BSO的铝挤压线排产调度优化

针对工业生产中铝挤压生产线存在的工序繁杂、排产量大等导致的生产工期较长、效率低等问题,建立了铝挤压生产线的时延Petri网(timed Petri net,TdPN)模型并进行合理性分析;将头脑风暴优化算法(brain storm optimization,BSO)引入TdPN模型,提出了基于变迁序列个体编码解码方式的铝挤压排产调度问题优化调度算法。算法中采用模拟退火局部搜索机制改善BSO算法在后期的寻优性能,实现最小化批次完工时间的排产调度目标;仿真结果表明该方法能够缩短生产线排产工期提高生产效率,为工业生产排产调度问题提供了新的解决方法。     

一种不确定条件下批处理过程的鲁棒调度模型

批处理过程中存在大量的不确定因素,通常表现在参数的变化上,这使得确定性的生产调度模型难以得到令决策者满意的调度结果.为了解决这一问题,文章从鲁棒优化的角度出发,给出了鲁棒调度的新定义,其核心是在调度的可行性与最优性之间寻求均衡.介绍并提出了相关的鲁棒性指标来衡量调度的鲁棒性.并依据这种思想,针对不确定需求建立了一种新的鲁棒调度模型,该模型允许在一定程度上违背某些约束,但要求对这种违背进行补偿,规定补偿行为,并将补偿成本记入优化目标,从而实现鲁棒优化.仿真结果表明,利用该模型可以得到鲁棒性更强的调度方案,并且满足一定的最优性.     

网络化制造模式下基于改进蚁群算法的供应链调度优化研究

为制定网络化制造（networked manufacturing,NM）模式下供应链合作成员间的动态调度策略,构建了由制造商、协同设计商以及客户组成的三层动态调度模型;在生产能力约束、多目标优化约束等制约因素下,采用时间函数、成本函数和延期惩罚函数三个目标函数对调度问题进行描述;使用改进蚁群算法（improved ant colony optimization algorithm,IM-ACO）,对调度路径可行解节点添加不同的信息素,并将信息素浓度约束在τ_min和τ_max之间,使得供应链客户个性化需求服务、运作时间、成本等综合收益达到最优. 实例仿真表明本文提出的动态调度优化算法求解具有较快的搜索速度、收敛性好,算法具有较好的稳定性;同时,也表明本文构建调度模型合理,可以为实际生产调度提供优化的策略.