多产品批处理过程调度的MILP建模

基于时间间隙的概念和连续时间描述，将设备、产品分配给时间间隙分别表达为两类0-1变量。采用一个时间轴，建立了具有并行生产线的单阶段多产品批处理过程的调度数学模型。模型表达为一个混合整数规划（Mixed Integer Linear Programming,MILP)问题。相对于已有的基于时间间隙描述的调度模型，该模型0-1变量少，且能处理顺序相关建立时间。求解采用分支定界法（BAB）。计算表明，该模型求解速度快，松弛线性规划和MILP的最优解之差（Integraligy Gap)小，尤其对包含多个相同批次的调度问题求解效果更为显著。     

自动化集装箱码头多载AGV调度问题研究

多载AGV是一种自动化集装箱码头水平作业设备,它可以同时搬运多个集装箱,可缩小AGV流的规模,增大AGV的利用率.为了提高自动化集装箱码头的作业效率,考虑了垂岸式集装箱堆场布局,以最小化作业总费用为规划目标,以作业限制、时间窗长度、负载平衡等为约束条件,以事件驱动的调度策略为研究方法,建立了多载AGV调度问题的混合整数规划模型.同时利用GUROBI和遗传算法求解多载AGV的作业总费用和空载率,并与相同条件下单载AGV的作业总费用和空载率对比,验证了多载AGV的优越性.     

面向节能的阻塞混合流水车间调度问题建模

针对能耗目标的阻塞混合流水车间调度问题(HFSP-B),分别构建了考虑调整时间及不考虑调整时间的阻塞混合流水车间调度问题(MILP)模型.为了减少机床待机能耗,在MILP模型中考虑关机/重启节能策略.针对MILP模型,从目标函数、目标函数的线性化过程、决策变量和约束方程进行介绍.最后,通过对具体实例的求解,验证了所提M...     

多目的批处理过程的优化周期调度

基于状态任务网络（State Task Network,STN)描述批处理过程，提出了多目的批处理过程的混合整数规划（Mixed Integer Linear Programming,MILP)周期调度数学模型。建模采用连续时间描述，并将任务和设备分配结合事件点集决表达为一类0-1变量。相对于已有的多目的批处理过程周期调度数学模型，该模型规模小，计算速度快。     

水库群水电站短期调度的整数规划方法

针对水库群水电站短期调度问题,在综合考虑非线性水电转换关系、机组最小开关机时间、水流延时、库容及河道容量约束等众多因素的情况下,建立了一种混合整数规划调度模型.引入了最小开关机时间约束,以限制机组频繁启停.对非线性水电转换关系采用分段线性化方法,通过引入辅助整数变量将模型转换为线性混合整数规划问题,在此基础上采用CPLEX优化软件包求解.对包含3个水库12台机组的一个模拟系统的测试结果表明,所建模型及相关的线性化方法能灵活处理水库群水电站短期调度中的多种复杂因素.     

混装线投产序列和工位任务的协同调度方法研究

介绍了两种独立的调度方法——投产序列规划和工位任务规划;系统论述了开式柔性混装线中,对于给定节拍协同调度投产序列和工位的意义;用实际事例和具体数据递进演示证明了协同调度的效果.     

面向ATP的多工厂订单决策与 生产计划集成优化模型

结合ATP的思想,以按订单生产的具有分布式多工厂的企业为背景,同时考虑各工厂地理位置、生产能力、库存限制、运输能力与客户满意度等因素,建立了面向ATP的多工厂订单决策与生产计划集成的优化模型,并通过模型性能实验,分析了企业计划周期、调度间隔期等参数对企业利润的影响.
     

考虑干涉的堆场全局场桥调度问题研究

为解决集装箱码头操作中因场桥的运作缓慢产生的流程瓶颈,提出时间窗和计划时间段的概念应用于多场区内多台场桥同时工作、互有干扰以及存取箱同时操作的条件下的场桥调度问题,建立以最小化取箱作业完成时间提前量和存取箱作业完成时间延迟量的线性组合为目标的0-1混合整数规划模型,采用C#调用Gurobi对模型进行试验测试,经港口实际数据算例计算得出结果与实际相符,结果证明该方法对于堆场全局内多场桥作业调度问题的求解非常有效。     

基于集装箱任务组时间窗的堆场场桥调度模型建立与求解

有效的场桥调度模型对于减少集卡等待时间从而增加集装箱码头的产出量是非常关键的.考虑实际操作中单场区内多台场桥同时工作、互有干扰以及存取箱同时操作等约束,建立了基于任务组时间窗的以集装箱作业时间延迟或提前量最小为目标的数学模型.采用Gurobi进行优化求解本模型求得大规模堆场上场桥作业调度问题.经实际算例计算发现所得结果与实际相符.该模型在解决集装箱码头大规模问题中以及在获取解的质量与获取解所需时间上都优异于其他模型.     

MRO服务中心多技能员工优化调度模型

MRO服务企业如何科学合理地调配资源直接影响收益.从MRO服务提供商视角,综合考虑员工旅行费用和工作时间成本,研究为分布于不同地理位置的客户的设备提供维修服务的多技能员工的优化调度问题,建立了以维修成本最小化为目标的多技能员工优化调度的非线性整数规划模型.根据整数变量的特点将非线性模型进行线性化,形成线性整数规划模型,进而使用ILOG CPLEX优化软件进行编程求解.通过具有不同参数特征的大量仿真实验案例,验证了模型的合理性和有效性.     

一种新的用于编制露天矿生产计划开采模型

用混合整数规划法求解露天矿生产计划编制问题(OMPSP),其算法的时间复杂度为指数阶。提出一种基于成本流的露天矿开采锥模型(CFCM)。采用图论的方法将矿床块段模型抽象为节点的集合,用有向边表示成本流,将所有正价值节点与其开采锥内负价值节点相连形成初始CFCM。研究采用线性规划的方法对成本流进行合理分配而形成最终CFCM的方法,并应用于实际露天矿山的计划编制工程中。研究结果表明:CFCM能极大地减少用混合整数规划法求解OMPSP时的整数变量个数,适应于复杂的实际OMPSP,其计算结果与工程实际结果较吻合,为解决实际OMPSP提供了一种新的有效方法。     

集装箱支线运输航次调度优化

为优化集装箱支线船舶运输调度,在分析其特点的基础上,提出航次串的概念,并利用其对集装箱支线运输船舶调度问题进行建模,开发了集采用深度优先搜索算法得到航次串组合及采用混合整数规划(MIP)模型求解航次串与船舶最优匹配于一体的两阶段混合算法.实证研究证明了模型及算法的有效性.     

高炉休风时供氧管网压力对氧气调度的影响

以国内某大型钢铁企业空分厂为研究对象,基于混合整数线性规划方法建立以氧气放散量最小为目标的生产调度模型,并在此基础上以高炉休风期间的氧气生产调度为案例,分析了高炉开始休风期间管网初始压力对氧气放散率的影响.高压管网初始压力大于临界值时,系统出现氧气放散,放散率随初始压力上升呈近线性增大关系,高压管网缓冲容量越大,该线性关系斜率越大.有氧气放散的情况下,对于同一高压管网初始压力,高压管网缓冲容量越大,系统放散率越小.该趋势随着高压管网初始压力增大变得越来越不明显,当初始压力等于最高压力时,高压管网缓冲容量的大小对放散率没有影响.     

基于混合整数规划法的自然崩落法放矿计划优化

放矿计划是自然崩落法矿山生产过程中最重要的环节.针对传统手工编制放矿计划随意性大及出矿品位不均衡,在对其进行科学系统的分析基础上,本文运用混合整数规划法解决自然崩落法放矿计划优化问题.以计划期内与目标品位偏差最小为目标函数,综合考虑矿量、品位、放矿速率、崩落指数、排产指数等约束条件,构建放矿计划优化的混合整数规划模型,并在MATLAB环境下用YALMIP编写模型语言调用CPLEX求解器进行求解,使品位波动降低18％,进而得到最优短期放矿计划方案.经实例验证,此方法科学可行,对充分发挥自然崩落法的优越性和提高矿产资源的回收率具有重要的理论和现实意义.     

单抓钩周期性排序模型及其启发式算法

为了解决印刷电路板化学处理的排序问题,给出了一个新的单抓钩周期排序的混合整数规划模型,并针对该模型提出了结合线性规划模型的启发式算法．示例表明,该方法可以在短的计算时间内产生合理的排序,在适当条件下,混合整数规划模型可以结合搜索和线性规划模型以求得近似解     

考虑周期性维护与工时恶化的单机调度研究

机械加工的"个性化定制"和"多品种小批量生产"需求与日俱增,生产的高度灵活性和设备维护的必要性给调度工作带来了巨大挑战,实际生产伴随的工时恶化效应使得调度问题更加复杂。为了解决周期性维护策略下考虑工时恶化的单机调度和维护决策问题,利用分段线性函数对工时恶化进行描述,分别基于固定周期维护与柔性周期维护的特点,以最小化最大拖期成本和维护成本为目标建立模型,通过数值实验和调参分析,确定了维护决策的关键和非关键因素。结果表明:柔性周期维护没有批次空闲,目标函数值随β/α比值的增大呈阶梯增长状,能实现成本的"自适应"调节,较固定周期维护有显著优势。构建生产与维护的联合调度模型,可实现维护策略的优劣对比和生产与维护的联合决策,降低企业生产和维护的运营成本。     

基于预想故障集迭代的停电计划二次规划模型

综合停电管理是电网运行方式安排的重要工作.停电计划的优化需要考虑电网运行约束,当考虑N-1预想故障后,急剧增加了该优化问题的求解复杂度.对此,提出基于预想故障集迭代的停电计划优化方法.通过增加备选开断支路首端节点电压相角作为状态变量,将电网非线性运行约束转化为线性约束,以考虑重复停电、尽量满足初始计划、发电成本等实际工...     

双循环操作策略下集装箱码头岸桥与集卡多船作业联合优化模型

针对当前集装箱码头采用的双循环集卡操作策略,对码头岸边集装箱起重机(岸桥)和集装箱卡车(集卡)多船作业的联合优化问题进行研究.使用运筹学线性规划方法,建立岸桥和集卡联合优化混合整数规划模型.设计数学仿真算例,对比双循环操作策略之于单循环操作策略的优劣势.对模型的灵敏度进行了分析,验证了不同场景下模型的结果.实验结果表明,相对单循环操作策略,双循环操作策略平均能减少20%的装卸作业时间,减少集卡空载率,说明本文建立的优化模型能够较好地处理双循环操作策略下码头岸桥和集卡多船作业的联合优化问题.     

进近区域到达航班排序和调度的优化

为了减少中国目前由于空中交通管制手段落后而引起的航班延误,提高航班调度的效率和空域的利用率,建立了到达航班排序和调度问题的混合整数规划模型,分析了求解问题的特点,提出了一种启发式算法。该算法结合了空管知识,通过预估未来一段时间内的流量状况实施调度,同时引入优先权,体现了连续航程航班和延误较大的航班的优先级。对算法进行了验证,结果表明:该算法能有效减少航班的延误和空中盘旋等待,提高了空域利用率,对改善中国空中交通管制的自动化水平具有实际意义。