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。     

缓冲器容量限制的Job-Shop调度问题的递归算法

研究工序之间每个缓冲器容量限制的条件下,生成可行的计划调度方案的算法.其基本方法是形成初始排产方案,检查每个设备等待加工工件的体积,如果该堆积量没有超过该设备的容量限制值,则通过检验;反之,则反查造成超限的每一个工件在前一道工序的设备的缓冲器剩余量,用该剩余量冲销超限的体积,如果不可操作,则递归采用同样的办法检验造成此超限的更前面的设备组合的情况.当所有剩余量矩阵的元素都大于等于0,则该排产方案可行.主要创新在于提出了缓冲器容量流转方案的递归算法和缓冲器容量限制下的调度问题的极大极小代数法解法.     

基于动态交互层的柔性作业车间动态调度问题研究

为快速应对柔性作业车间生产过程中出现的突发状况,构建了一种以全局任务最大生产完成时间以及紧急订单生产完成时间为优化目标的柔性作业车间动态调度模型。针对上述模型,提出一种更加适用于动态排产的动态交互层DIL (Dynamic Interaction Layer)来代替滚动窗口。设计了粒子群遗传混合算法PSGA (Particle Swarm Genetic hybrid Algorithm),将粒子群算法中位置更新策略与遗传算法基因突变融合,加强算法局部搜索能力。针对柔性作业车间订单加急的意外状况,采用DIL与PSGA相结合的方法求解动态调度问题。通过仿真实验,验证了DIL处理紧急订单的能力和PSGA算法的有效性。     

考虑多运输模式的生产与运输集成调度问题

对全球化MTO供应链中一类生产与运输的集成调度问题进行了研究。该问题考虑由单制造商、多客户组成的供应链环境、不同的订单大小、不同的订单复杂度、允许多个订单在单机同时生产以及多种运输方式等现实特征。以最小化供应链总成本为目标,该问题被建模为一个混合整数非线性规划模型;提出了基于前向调度的启发式算法求解该模型。基于真实的行业数据,将该算法的性能与基于遗传算法、顺序调度的方法、以及工业排序方法所产生解的性能进行了比较。比较结果表明,所提出的启发式算法的性能优于后3种方法。     

在线订餐生产配送联合调度模型及算法

当前在线订餐配送延迟严重,如何协调生产和配送环节使快餐最快送达,已成为在线订餐亟待解决的问题。针对订单信息提前未知、厨师及配送车辆有限等特点,构建并行机生产多车多任务配送联合优化模型,以最小化所有订单的总服务时间跨度之和,并设计三阶段启发式在线调度算法进行求解。以某在线餐厅高峰期到达率服从泊松分布(λ=1,2,3,4)的订单进行数值实验,将三阶段启发式算法与传统算法实验结果进行比较。研究表明,当λ=2,3,4时,三阶段启发式算法的总服务时间跨度之和较短且对总服务时间跨度之和的优化幅度随λ值的增大而提高。构建的模型及算法有利于高峰期餐厅生成生产配送联合调度方案,优化生产配送资源。     

同城即时配送问题基于多预测场景的在线调度

同城即时配送是随现代电子商务而产生的新问题,该问题呈现出极强的动态性与求解时间的紧迫性,并具有商户与顾客一对多的关系、车辆需要多次往返商户取货、货物取送有时效要求等诸多新特征,无法依赖现有研究而求解.针对这一问题,建立了基于多预测场景的在线优化调度方法,将带有预测订单的多个场景整合到路线规划过程,通过每个场景的方案计算,以及多场景方案的整合,得到了车辆赖以运行的集成方案,提高了调度方案面对未来不确定需求的适应性;所建立的调度系统在新订单进入时立即响应,在系统闲置时则采用大邻域搜索技术不断优化未完成的任务方案.最后,在具有200～300个日订单的大连市某同城即时配送公司的真实数据上,验证了在线调度方法的有效性和可行性.     

带时间窗的多仓库订单拆分与异构车辆路径联合优化方法

随着在线零售业的快速发展,在多仓库的环境下,订单拆分与限时配送已成为订单履行过程的两个关键环节.现有研究和实际运营过程中通常按照两个独立的问题来处理这两个环节,忽略了它们之间的耦合关系.本文研究了在线零售环境下考虑多仓库订单拆分与异构车辆路径的联合优化方法,特别考虑了有限库存和时间窗约束.本文为该问题构建了混合整数规划模型,并设计了一种分支定价与邻域搜索相互嵌套的联合优化算法进行求解.在初始的订单拆分方案的基础上,通过分支定价算法求解带有时间窗的异构车辆路径问题,在分支定价算法中,提出了一种双向标签设置算法加速定价子问题的求解;接着使用邻域搜索算法寻找当前最优车辆路径解下可行的订单拆分方案;通过交替使用分支定价算法和邻域搜索算法进行迭代求解,在调整订单拆分方案时优化配送路径.实验分析部分验证了模型和算法的有效性,表明算法能够减少订单拆单率、优化配送路径、降低配送总成本,从而有效实现订单拆分与异构车辆路径的联合优化.     

带瓶颈移动法的混合遗传算法求解柔性作业车间调度

柔性作业车间调度问题是对传统车间调度问题的扩充，它更接近于现实的生产调度问题。针对柔性作业车间调度问题，提出了带局域搜索（瓶颈移动法）的混合遗传算法。区别于传统的遗传算法，本文算法用两个向量束表达解，并采用了适应问题特征和染色体结构的交叉和变畀算子。基于关键路径的思想，舰颈移动法使用两种有效的邻域结构；改变关键路径上相邻两工序的加工顺序和为关键路径上的工序分配新设备。为了提高搜索能力，邻域结构可以动态调整。我们在3个代表性标准测试问题上检验了该算法的求解性能。     

带有限容量缓冲库的多目标柔性作业车间调度优化

研究一类从无缝钢管生产实际中提炼出的作业车间调度问题.该问题具有生产工序间存在有限容量缓冲库,生产工艺路径柔性选择,生产设备需要转换时间,生产调度多目标等特点.针对具有这些特点的调度问题,构建了混合整数规划模型.鉴于其NP-hard性,设计改进的遗传算法进行求解,进而提出辅以局部搜索优化算法的方法,并通过企业生产实际数据比较和验证算法的性能及有效性.该模型和算法已被用于无缝钢管生产作业计划软件系统的开发,并在实际运用中取得了良好的效果,对各大钢管企业的生产调度均具有一定的实际指导意义.     

ATO供应链中航空运输及并行机生产协调调度问题

研究了一类供应链中的生产和航空运输协调调度问题的特点.在此基础上,提出了解决该问题的理论框架.在该理论框架下,协调调度问题被分解为航空运输调度子问题和生产调度子问题.在对各子问题的定义和建模的过程中,考虑彼此之间的制约关系.建立了航空运输调度问题的整数规划模型,并证明了该问题等同于一个运输问题.在生产调度子问题中,考虑并行机的生产调度问题,证明该问题为NP完全问题,提出了解该问题的模拟退火算法.     

SCHEDULING TWO GROUPS OF JOBS WITH INCOMPLETE INFORMATION

In real world situations, most scheduling problems occur neither as complete off-line nor ascomplete on-line models. Most likely a problem arises as an on-line model with some partialinformation. In this article, we consider such a model. We study the scheduling problem P(n_1,n_2),where two groups of jobs are to be scheduled. The first job group is available beforehand. As soon asall jobs in the first group are assigned, the second job group appears. The objective is to minimize thelongest job completion time(makespan). We show a lower bound of 3/2 even for very special cases.Best possible algorithms are presented for a number of cases. Furthermore, a heuristic is proposed forthe general case. The main contribution of this paper is to discuss the impact of the quantity ofavailable information in designing an on-line algorithm. It is interesting to note that the absence ofeven a little bit information may significantly affect the performance of an algorithm.     

加工时间线性递减的平行机排序问题

主要讨论了具有两台处理机的平行机排序问题和每批恰为k个工件的串行工件同时加工排序的平行机排序问题。在这两个问题中,工件加工时间均为开工时间的线性递减函数,目标函数为极小化总完工时间。对于第一个问题,证明了其最优排序可由工件按基本加工时间不减排列得到,由此得出其最优算法,并指出了该结论对于加工时间随开工时间线性递增的情况并不成立。对于第二个问题,根据其与第一个问题在某些性质上的相似性,给出了其最优算法。最后指出所讨论的两个问题的结论均可推广到m台处理机的情况。     

加工时间依赖于资源消耗量的平行机调度问题

研究了一类平行机调度问题,其中假定作业加工时间是资源消耗量的线性减函数,调度的目标是在限定最大完工时间时最小化资源消耗总量. 分析了对应单机问题的最优算法和下界构造方法,进而提出了两个优化策略用于构造模拟退火算法和禁忌搜索算法.考虑了多种最大完工时间限制情形, 构造了大量随机实验数据,对算法解的精确度及计算效率进行了测试.实验表明所构造的模拟退火算法能够在合理的时间内提供高质量的满意解.     

An optimal online algorithm for fractional scheduling on uniform machines with three hierarchies

This paper is concerned with the fractional version of online hierarchical scheduling problem on uniform machines. In the problem, the jobs and machines have several different hierarchies and each job can be arbitrarily split between the machines with hierarchies not above the hierarchy of the job. The objective is to minimize the makespan. The authors present an optimal algorithm for the problem with three hierarchies.     

交货期窗口下的并行机调度问题的遗传算法

给出了一种求解不同交货期窗口的并行机调度问题的混合遗传算法，根据问题的特征采用扩展排列编码方式表示工件的分配和排列，利用给出的调度优先级规则和最好适应值规则相结合的启发式算法对每台机器上工件的顺序进行调整，实验表明所给的算法是有效的。     

不确定处理时间批处理过程的鲁棒调度新策略

针对化工批处理调度过程中处理时间不确定的问题,建立了具有分解结构的调度模型,提出了一种新的鲁棒调度策略.策略由基本调度策略和在线调整两部分组成,分别与模型的主问题和子问题相对应.提出了基于遗传算法的分解算法求解模型,以获取具有鲁棒性和最优性的基本调度策略.通过对子问题的分析,提出了运用简单的推理进行在线调整的方法,无需复杂计算,并运用动态规划的原理说明了该方法的可行性和最优性.最后用实例说明了该鲁棒调度策略的有效性.     

设备具有恶化特性的多目标流水车间调度模型与算法

考虑到现实流水车间调度中设备具有恶化特性,针对作业处理时间是其开始时间的线性递增函数的流水车间调度问题,建立了最小化最大完成时间和总延迟时间的多目标优化模型;进而设计了一种基于分解的自适应多种群多目标遗传算法进行求解.该算法将多目标优化问题分解为多个单目标子问题,并分阶段地将这些子问题引入求解过程.在每次迭代时,根据种群在目标空间和解空间的分布情况,自适应地为当前求解的子问题分别构造子种群进行求解.通过对数值算例仿真实验,验证和分析了所提出的算法在解决该问题上能够获得较好质量和分布性的非支配解集.     

MPS上作业的分配和调度问题

多处理机系统MPS(MultiprocessorSystem)上作业的分配和调度问题是其运行效率的关键.本文讨论的是具有不相容性作业集的作业分配和调度问题,提出了一种启发式方法及其定量分析技术,并证明了相关定理和若干推论.     

基于CSP的Job shop调度算法研究

针对一类典型的约束满足问题——Job shop调度问题，提出一种CSP调度算法框架，详细讨论CSP调度算法中的工序开始时间窗、一致性预处理、搜索空间概率模型、工序排序启发、开工时间排序启发的求解方法。仿真结果表明CSP调度算法在较小的计算时间代价下，获得了FT10标准调度问题的近优解。     

A Heuristic for the Job Scheduling Problem with a Common Due Window on Parallel and Non-Identical Machines

1. INTroDUCTIONThe emergence of JIT (Just in Time) management tee~gy opens up a recency research field for the jobscheduling and production managemellt. As its farther develOPment, the earnness-tardiness job schedulingproblem becomes a hot research point over y6ars. conference [1] gives a review on job scheduling problem withearnness and tardiness penalties. Reference [2] p~s another scheduling problem for minimizing the rangeof lateness on a single machine, and reference [3] giVes a he…