基于NSGAⅡ的生产线缓存与设备布局协同优化

为解决因布局过程忽略或粗略设置缓冲区占地面积而造成的生产拥挤或空间浪费问题,针对缓存配置与设备布局问题展开协同优化.基于连续时间Markov随机过程原理建立排队网节点状态模型,求解生产线设备平均利用率.以设备利用率、物料搬运距离和占地面积为优化目标,建立缓存配置与设备布局协同优化模型.通过改进的NSGA-Ⅱ算法对该模型进行优化.最终,通过某柴油机缸体生产线实例验证了本文提出方法的有效性.     

基于瓶颈设备处理时间波动的WIP估计方法

针对半导体晶圆制造系统缩短制造周期(CT)和提高产出率(TH)两个目标,考虑了瓶颈设备偏离其正常和可预测处理时间的情况（即瓶颈设备处理时间波动）,结合CONWIP投料规则和G/G/m排队网络模型,开发了一种确定半导体晶圆制造系统中合理在制品（WIP）水平的启发式算法.仿真实验结果表明,在系统中保持该算法所计算出的WIP水平,在一定的瓶颈设备处理时间波动范围内可以取得合理的TH和CT.     

基于交通组织的物流园区功能区块布局

将物流园区内部交通网络和货车行驶时间引入布局模型中,并考虑货车通过交叉口的时间,构建了基于交通组织的物流园区功能区块布局模型.设计遗传算法,在染色体转化为布局方案后,抽象出内部交通网络,在全有全无交通组织的基础上计算车辆行驶时间,所得到的结果更符合实际要求.结果表明,相比现有模型,按该布局车辆行驶时间平均可以减少9.5%.     

基于聚类选址的区域能源系统站网布局优化规划

区域能源系统中能源站选址和管网布局规划是影响区域能源系统经济性的重要因素.综合考虑能源站选址、管网布局与负荷分布的特点,提出了基于聚类和最短路径算法的站网布局优化方法.首先,将最短路径权重作为聚类相似性度量,建立站网布局结构模型.然后以系统年均经济成本最小为目标,构架优化目标函数.最后以实际工程案例进行仿真分析,验证了该方法的有效性.所提出的方法可以对区域内能源站数量、选址以及管网布局进行综合优化,为区域能源系统站网布局规划提供理论参考.     

连续型公交专用道网络布局优化模型

针对以往离散公交专用道网络布局的局限性,从公交专用道布设的现实条件、规划与建设实践入手,利用网络优化方法提出了面向公交走廊的连续公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最小化路网用户总出行时间为目标的连续公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并应用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解该模型.通过算例验证了该双层优化模型有效性与实用性,以及连续型专用道网络布局方案相较与离散型方案的优越性.     

考虑时间维的城市公交专用道布局优化模型

针对一定规划时段内的城市公交专用道布局方案及时序安排,从公交专用道布设规划与建设实践以及路网需求的动态变化入手,利用网络优化方法提出了考虑时间维的公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最大化路网消费者剩余为目标的公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并用遗传算法求解.文中还通过算例分析验证了该双层优化模型的有效性与实用性,以及考虑时间维的专用道网络布局方案相较于单一分阶段公交专用道布局方案的优越性.结果表明,文中建立的模型能够同时优化公交专用道的布局方案及建设时序.     

基于组合GA的双向物流网动态优化设计与求解

为实现整合正/逆向物流网络的动态优化,建立了随机环境下多品种、多周期、有容量限制的整合正/逆向物流网络动态优化模型,并设计了组合遗传算法(genetic algorithm,GA)进行模型求解.对整个规划期拆分成多个决策期,进行生产工厂与物流中心的准确定位,对物流网络中各节点间的流量合理优化,基于随机机会约束规划建立了物流网络动态优化模型,设计了相应的组合遗传算法.采用8个消费域,2类产品,5个备选物流中心,3个生产工厂和3个规划期数进行数值模拟仿真.结果表明,该方法可以得到设施布局决策变量最优值,能够灵活实现不同需求下物流网络的最优布局,可以有效用于物流网络的动态优化.该模型根据现实情况的需求进行合理的物流网络布局,同时可以进行灵活变换,具有重要的实用价值.     

基于手绘草图的中保真原型自动生成

从手绘草图生成数字化的中保真原型是界面设计的必要步骤,它需要花费设计师大量的时间和精力.针对这一问题,本文提出了基于目标检测和启发式规则的中保真原型自动生成方法,并基于该方法实现了一个自动化工具.首先,本文提出基于置换注意力机制(SA)的目标检测模型SA-FRCNN对手绘草图中的组件进行检测;然后,提出启发式规则对检测结果进行布局优化.实验表明,本文方法能够提升对手绘草图的检测精度,较基线模型提高了2.3%;此外,本文工具可以有效提高原型设计效率.     

面向物流场景的关键设备与输送线混合布局方法

针对物流场景中的关键设备和输送线布局问题,提出了一种结合多目标元启发式优化算法和布线算法的混合布局方法.在该方法中,首先建立以最优物料搬运总成本和输送线总成本为目标函数的多目标优化模型;然后使用元启发式优化算法实现关键设备的布局和解的更新与迭代,同时使用一种基于多目标评估的路径搜索算法实现输送线的布局,在布局中加入新策...     

一种基于NFP非凸几何的船舶中间产品堆场布局优化方法

针对现代船舶制造过程中堆场空间资源浪费和布局不合理的现状,提出了一种基于NFP(no-fit polygon)非凸几何的船舶中间产品堆场布局优化方法.该方法以不规则多边形来表示结构件轮廓,将非凸多边形分割处理为简单凸多边形,用遗传算法对结构件在堆场中的排序进行优化.通过计算NFP实现船舶中间产品堆场的布局优化,解决非凸几何结构件在堆场中的布局问题.试验结果表明,该方法可以有效提高船舶中间产品堆场的空间资源利用率.     

Queuing-Based Performance Analytical Model for Continuous Flow Transporters of AMHS

To quickly and accurately estimate the expected work-in-process （WIP）of material intersection points in continuous automated material handling systems （AMHSs） ,a queuing-based performance analytical model was presented for continuous flow transporters （CFTs） . In the modeling procedure which considered layout of crossovers and the variability of service time of turntables, an M /G /1 queuing model with multi-class customers and a non-preemptive priority M /G /1 queuing model with multi-class customers were introduced to accurately present the queuing WIP of each material intersection point and perform the analytical model. Finally,300 mm wafer fabrication facilities （fabs）with 24 bays were applied to evaluating the proposed model. Compared with results of an Arena simulation, the model performs well in evaluating the number of queuing WIP of the intersection points and overall system of CFTs in AMHSs.     

基于ERP的外购件控制

针对制造企业在制品库存管理的特点,利用ERP库存软件解决在制品库存量大影响企业敏捷性问题.从案例出发分析了库存量大的原因,并以此找出外购件经常性短缺是造成瓶颈的主要因素;提出建立ERP系统并构建了最优数量模型;通过经济效益分析,表明利用ERP系统能够有效控制外购件短缺问题,从而实现生产均衡化,提高企业快速响应市场动态变化的能力.     

考虑缓冲区配置的生产线布局优化设计

将启发式遗传算法和空间填充曲线(SFC)相结合,以包括在制品(WIP)持有费用、缓冲区配置费用和物料搬运费用的总费用最小化为目标,对缓冲区配置进行生产线布局优化设计.通过对某柴油发动机缸体加工生产线实例分析,验证了设计的有效性和先进性.     

Sequence Pair-Based Scatter Search Approach for Cell Formation and Layout Considering Unequal Machine Dimensions and Cell Input and Output Locations

In the purpose of dealing with the inconsistency of the machine dimensions in cell formation and layout problems,comprehensively taking into account such factors as alternative process routings, lot splitting, cell input and output( I / O)locations,an integrated cell formation and layout model considering unequal machine dimensions is established which aims at minimizing intra-cell material handling cost,inter-cell material handling cost and cell expansion cost. A sequence pair-based scatter search algorithm is proposed which simultaneously adopts the roulette wheel selection operator as a subsets combination method to improve the quality of new solutions and the dynamic reference sets updating method to accelerate the convergence rate. Through the comparison of the results achieved by the proposed algorithm, Lingo and simulated annealing under different problem scales,the correctness of the model and the effectiveness of the algorithm are verified.     

可重构制造系统的车间作业调度策略

提出了一种实用的分层调度策略 ,通过对制造系统组织的重构 ,以最小作业生产延迟和最大系统设备利用率为目标产生可行的次优调度方案 .该策略分 3个阶段 :首先 ,采用增广拉格朗日松弛法获得复杂可重构制造系统的车间作业预调度方案 ,该方法能将复杂作业调度问题分解成多个任务层的子问题 ,通过求解子问题获得任务的作业时间和对应工序加工的生产设备类型 ;然后 ,对制造系统进行组织重构以形成多个虚拟制造单元 ,旨在使制造单元内的生产设备间物流传送 (由自动导航小车承担 )费用最小 ;最后 ,通过离散动态规划形成虚拟制造单元的生产作业调度次优可行方案 .通过数值仿真分析 ,该策略能针对快速变化的产品需求 ,有效地重构生产制造系统 ,产生次优的调度方案 .     

Integrated optimal method for cell formation and layout problems based on hybrid SA algorithm with fuzzy simulation

To adapt to the complex and changeable market environment,the cell formation problems (CFPs) and the cell layout problems (CLPs) with fuzzy demands were optimized simultaneously.Firstly,CFPs and CLPs were described formally.To deal with the uncertainty fuzzy parameters brought,a chance constraint was introduced.A mathematical model was established with an objective function of minimizing intra-cell and inter-cell material handling cost.As the chance constraint of this problem could not be converted into its crisp equivalent,a hybrid simulated annealing(HSA) based on fuzzy simulation was put forward.Finally,simulation experiments were conducted under different confidence levels.Results indicated that the proposed hybrid algorithm was feasible and effective.     

A fuzzy rule based genetic algorithm and its application in FMS

Most of the FMS (flexible manufacturing systems) problems belong to NP-hard (non-polynomial hard) problems. The facility layout problem and job-shop schedule problem are such examples. GA (genetic algorithm) is applied to get an optimal solution. However, traditional GAs are usually of low efficiency because of their early convergence. In order to overcome the shortcoming of the GA a fuzzy rule based GA is proposed, in which a fuzzy logical controller is introduced to adjust the value of crossover probability, mutation probability and crossover length. The HGA (hybrid genetic algorithm), which is integrated with a fuzzy logic controller, can avoid premature convergence, and improve the efficiency greatly. Finally, simulation results of the facility layout problem and job-shop schedule problem are given. The results show that the new genetic algorithm integrated with fuzzy logic controller is excellent in searching efficiency.     

制造系统负荷配置的非线性优化

基于排队理论,建立制造系统负荷分配的非线性优化模型.该模型以服务负荷为目标函数,包括关于在制品状态的3个不等式约束.设计一种优化变量转换方法,并经适当的约束条件合并,将该非线性模型转换为凸优化模型.推导给出该凸优化模型对应的拉格朗日函数及KKT条件,并引入凸优化内点法作为负荷分配的有效计算工具.实例计算结果表明,模型的优化结果能保证充分利用设备的生产能力及最低的在制品库存,同时凸优化内点算法具有迭代次数少、收敛速度快的优点.实际应用中,可以将非线性的复杂的优化问题凸性化,从而得到其最优解.     

制造过程描述与建模的生命期工程方法

制造过程的描述与建模是实现制造智能的一个关键环节.提出了制造过程描述的生命期工程方法,该方法认为制造过程是由一系列对象所组成的,譬如:产品、过程、后勤、软件和制造者因素,参与制造过程的每一个对象都是特定的、相关联的,并具有一定的有效期.在此基础上,提出一个基于知识的产品集成表示模型,该模型将为产品生命期中制造知识的处理提供一种框架.