集装箱码头运输系统设备调度研究

自动化集装箱码头装卸系统复杂性强、随机性高,是NP-hand问题。将复杂的装卸系统分为三个子系统,主要以新型自动化集装箱码头中间运输系统为研究对象,建立了自动化集装箱码头中间运输系统的仿真优化模型,并利用仿真优化方法搜索优化调度方案、最小化船舶靠岸后装卸作业的总时间和最大化各种设备的操作效率。优化模块使用遗传算法,整个程序使用C#语言编制。通过仿真计算表明能够非枚举地从所有可能的动态调度方案中搜到最佳方案：运输系统的设备利用率和系统作业时间都得到相应改善。但是仿真模型对现实系统的逼近程度等方面的问题有待进一步提高。     

基于数字孪生的自动化集装箱码头多AGV动态调度

自动导引车(AGV)调度是自动化集装箱码头作业的关键环节，其效率也是影响码头整体作业效率的决定性因素之一。为了应对作业中不确定事件、信息不对称以及生产信息透明度低等问题对AGV调度效率和稳定性产生的影响，提出了一种基于数字孪生的自动化集装箱码头多AGV动态调度方法，通过码头物理空间和孪生空间的闭环交互以提高调度效率和减少调度偏差。构建了一种多AGV动态调度数字孪生框架和调度问题模型，深入探索了数据服务平台、数字孪生多维多尺度模型的构建、虚实一致性验证的运行机理以及码头虚实交互；详细阐述了基于数字孪生的多AGV动态调度流程和相应算法设计，并以某自动化码头实际的AGV调度过程为例，设计了原型系统来验证所提出AGV调度模式的有效性。     

自动化集装箱码头装船发箱序列决策问题研究

自动化集装箱码头装船作业过程中的贝位内发箱顺序制定属于装船调度中的重要工序之一。发箱顺序的合理性在一定程度上影响了装船作业的整体效率,因此,对该问题进行优化,能有效保障自动化集装箱码头装船作业的顺利进行。文中从自动化集装箱码头机械设备配置的特点出发,通过调研装船发箱作业流程,并以配载结果为基础,在考虑了翻箱率、集装箱起重机并行发箱等问题的基础上,建立了装船发箱顺序优化模型。利用遗传算法对所建立的模型进行求解,得到了较优的可行方案。最后通过实例分析,证明了算法的有效性和适用性,模型的应用对于提高自动化集装箱码头装船作业效率具有一定的实际应用价值。     

炼钢-连铸天车调度规则设计与评价

天车作业调度对合理配置生产资源、协同设备作业、匹配生产组织起着关键作用,是降低物流成本、提高生产效率的重要措施.通过分析炼钢-连铸工艺流程和天车作业调度中存在的约束条件,提出了一种基于优先级的天车作业调度规则,该规则包含了天车运行前的起吊任务分配规则、运行中的冲突消解规则和运行后的任务结束规则三部分;基于该规则建立了某钢厂天车调度仿真模型实例,结合模糊评判体系整体评价了仿真模型的综合性能,结果表明模型中天车调度规则的有效可行.     

新型自动化集装箱码头的仿真分析

使用仿真的方法,对一种采用低架桥系统进行集装箱转接的新型自动化码头的运作性能进行了分析.针对港口未来期望平均24 h完成单只超巴拿马型船舶的卸船作业,首先计算得到该自动化集装箱码头内部各种装卸设备的数量,并确定了码头的总体布局,在此基础上对该码头的卸船作业流程进行了模拟,得到平均卸船作业时间约为17.75h,结果表明该新型自动化集装箱码头的作业性能能够满足所设定的港口吞吐量.     

自动化集装箱码头数据湖系统设计与实现

针对高复杂程度的自动化集装箱码头运营数据混乱及可视化程度低等问题,在分析自动化集装箱码头数据组成及传递的基础上,提出一种自动化集装箱码头数据湖系统设计与管理方法。结合大数据、数据挖掘等技术,凭借码头数据资产对码头作业进行生产指导。通过数据湖管理各模块间的高效衔接,实现码头运营数据资产管理。与现有码头数据湖系统设计及管理方法相比,能有效利用自身数据资产,协调码头设备调度,提升自动化码头运营能力,可为其他自动化码头数据湖系统设计与实现提供参考。     

自动化码头智能运输机器人差速调序控制仿真分析

文中针对自动化集装箱港口装卸作业中交通拥堵和效率低下的问题,在传统智能运输机器人无差速调控策略基础上,提出一种适用于自动化码头智能运输机器人的差速调序策略。该策略通过控制智能运输机器人行驶过程中的车速,调整智能运输机器人到达岸边集装箱起重机作业位置的时间,以保证集装箱装船次序。最后,利用专业仿真软件Anylogic建立码头模型,对差速调序方案与无差速方案进行分析比较。仿真结果显示,差速调序策略相较于无差速策略在排队时间,装卸效率等指标上提升了55.77%和5.3%。研究表明,与无差速方案相比,差速调序策略可以有效提高码头作业效率,解决码头拥堵问题。     

柔性制造系统的生产物流调度仿真与分析

采用假定的工件工艺文件和机床作业调度文件作为仿真程序运行的原始数据,通过运行仿真程序得到仿真结果,对运行过程中的生产物流数据进行分析、结果进行记录。从单台设备的运行状态和多设备运行时动作的协调性方面对仿真运行结果进行了分析,验证了柔性制造系统中的生产物流系统模型和仿真程序设计的正确性,以及FMS物流系统规划与组织的有效性。     

基于遗传算法的堆场自动化设备调度策略

主要针对处理码头运营系统(TOS)一次生成多条未指定作业设备的生成任务的业务需求提出了一种基于遗传算法的自动化堆场调度策略。该策略采用遗传算法的框架模型分析作业任务,设计基因编码规则,设计适应度计算函数,制定基因筛选和交叉变异方法,最终实现算法得到优化的任务调度方案,包括分配设备和规划设备避让。其中规划设备避让采用了随机方法迭代产生最优解。提出的自动化堆场调度策略继承了遗传算法的优点与特性,不需要知道研究目标的内在性质也能进行求解。这对于任务调度优化这类原本需要考虑复杂的时间空间转换的问题提供了捷径,提高了系统开发效率。     

考虑电池电量约束的自动化码头AGV调度

为提高自动化集装箱码头AGV(Automated Guided Vehicle)作业效率,考虑电驱动AGV空、重载耗电差异及非线性充电的特点,对AGV的充电过程对其调度的影响进行分析,建立以总任务时间最短为目标的AGV调度模型。通过Python求解算例发现,机会充电模式下,AGV的机会充电区间为75%~85%时,总任务时间及AGV平均充电时长最短,AGV利用率最高。     

一种新型立体轨道式自动化集装箱码头及其效能分析

针对集装箱码头的自动化现状及存在的主要问题,介绍了一种新型的立体轨道式自动化装卸系统。该系统具有高效节能、运营成本低等优点。通过仿真方法对立体轨道式装卸系统和现有码头装卸系统在装卸效率和作业能耗两个方面进行了对比分析。分析结果表明,立体轨道式装卸系统无论在装卸效率还是在节能环保方面均具有明显优势。     

FMS调度与控制的统一建模与集成设计

分析了FMS调度与控制统一建模与集成设计的必要性，从FMS运行过程的IDEF0功能建模入手，建立了基于模块化彩色赋时Petri网（CTPN）的FMS调度与控制的统一模型。该模型不仅可描述FMS的调度问题，而且能表达FMS的运行控制逻辑与仿真，从而为FMS控制系统的集成设计奠定了基础。为简化FMS控制系统的设计，提出了虚拟工作站的概念与方法，将FMS控制器的部分控制功能下放到低层的工作站控制层。基于上述CTPN统一模型，开发了FMS调度与控制的集成设计原理和方法。     

基于遗传算法的生产周期和生产费用双目标双向车间调度问题的研究

优化车间生产调度的目的不仅仅是为了缩短生产周期,更重要的是为了提高生产效率,降低生产成本。采用改进的遗传算法结合神经网络,以生产周期和生产费用为双目标,实施调度优化。编排车间作业采用两种不同的调度方法,即满足关键工件交货期的倒排法和综合考虑生产周期和生产成本的顺排法———双向双目标调度的方法。调度的策略是在确保客户交货期要求的前提下,充分利用现有资源,缩短产品生产周期、降低企业生产成本,提高企业的市场竞争力。     

Simulation-based metamodels for the analysis of scheduling decisions in a flexible manufacturing system operating in a tool-sharing environment

This paper presents the salient aspects of developing simulation-based metamodels for scheduling a typical flexible manufacturing system (FMS) operating in a tool-sharing environment. A discrete-event simulation model of the FMS is developed for the purpose of experimentation. Seven scheduling rules from the literature are incorporated in the simulation model for part scheduling decision. The performance measures considered for analysis are mean flow time, mean tardiness, and percentage of tardy parts. Simulation experiments have been carried out for various scenarios arising out of the settings of the mean interarrival time of parts for processing in the system and due-date factor. The simulation results are used to develop regression-based metamodels. These metamodels have been subjected to systematic analysis. The metamodels are found to offer a good prediction of the performance of FMS within the domain of their definition.     

基于云模型BBO算法的医院管理资源调度研究

手术资源的合理调度对提高医疗资源的利用和工作效率具有重要意义。为提高手术资源的利用率和工作效率,建立医院手术室资源协调调度模型。为提高BBO算法收敛速度和避免陷入局部最优,将云模型引入BBO,提出一种基于CMBBO的医院手术资源调度模型。研究结果表明,CMBBO可以有效提高手术资源使用效率、手术服务能力,降低手术等候时间。     

铁路集装箱中心站正面吊调度问题研究

正面吊运机是铁路集装箱中心站最重要的集装箱装卸设备之一,其作业效率高低直接影响作业物流系统服务效率和水平。在装卸设备访问顺序未知情况下,考虑实际作业中运输设备及各种约束条件,建立了正面吊调度问题的线性规划模型,使其完成所有任务的总时间最短,然后采用LINGO 9.0对模型进行求解,结果表明该模型对于铁路中心站进行日常作业调度决策和提高作业效率具有一定的指导作用。     

新型手术室调度中的分布估计及数学规划模型建构

目的为提升手术室管理效率,研究一种基于分布估计模型的手术室调度规划模型。方法从管理流角度入手,分析手术台管理和手术患者管理两个管理流,找到基于手术台效率和手术患者效率的两个管理评价指标,与住院术前患者量和门诊量数据相整合,采用深度卷积神经网络的机器学习方法,获得手术室的计划手术量和应急手术量,并对资源进行有效分配。结果仿真试验中,在手术台平均启用时间得到有效压缩的前提下,日均手术量得到了显著提升。应用实践中,参照组半年内完成手术总量为19852例,全院日均完成手术109.1例,观察组半年内完成手术总量为25380例,全院日均完成手术138.7例。且手术成功率提升6.5%,患者满意度提升9.7%。结论通过分布估计规划模型提升手术室管理效率,存在数据工程的应用可行性和实践价值。     

AMS生产计划、排程集成方法研究

在分析先进制造车间(Advanced Manufacturing Shopfloor，AMS)计划、排程问题产生背景的基础上，构造了AMS生产计划、排程问题的集成功能模型。结合此模型，建立了AMS的作业分批与计划排程的数学模型，给出了求解此类问题的算法，仿真实例说明了该方法的有效性。     

A discrete-event simulation approach with multiple-comparison procedure for stochastic resource-constrained project scheduling

Aiming to minimize the average project duration, a discrete-event simulation (DES) approach with multiple-comparison procedure is presented to solve the stochastic resource-constrained project scheduling problem (SRCPSP). The simulation model of SRCPSP is composed of a resource management model and a project process model, where the resource management model is used to administrate resources of the project, and the project process model based on an extended-directed-graph is proposed to describe the precedence constraints and resource constraints in SRCPSP. A simplified simulation strategy based on activity scanning method is used in the simulation model to generate feasible schedules of the problem. A multiple-comparison procedure based on the common random numbers is adopted to compare the multiple scheduling alternatives obtained from the stochastic simulation model and provide more information to select the optimal scheduling alternative. The cases are given to compare with other methods for the same SRCPSP from literature and show that the simulation tool by utilizing DES with a statistical method improves the efficiency of simulation in stochastic project planning.     

一种新型斜插式种子自动连播机的运动仿真分析

针对传统玉米播种机械自动播种效率和保墒效果差的特点,采用虚拟仿真技术,设计了一种挖穴机构相对地面静止的斜插式种子自动连播机,在分析其机构运动机理的基础上,使用三维建模软件Solid Works建立机构模型,将其导入仿真分析软件ADAMS中进行运动仿真分析,结果表明,此机构在实现高效自动播种的情况下,具有良好的保墒效果,且运行可靠。