考虑绿色制造和外协方式的多周期订单安排模型研究

针对多品种小批量企业的多周期订单安排问题,提出一种以绿色制造和外协方式为研究视角的优化方法模型。综合考虑企业的设备操作成本、人工成本、库存成本、外协成本等竞争性指标以及设备能耗、噪声等绿色性指标,构建考虑绿色制造和外协方式的多周期订单安排模型,并基于遗传算法设计了模型的求解方法;最后以一个机加工企业的四周期订单需求为例,应用该方法给出了各阶段订单的安排结果以及企业制造资源的分配方案,既验证了模型和算法的有效性,又在绿色制造和外协方式的研究视角上为多周期订单的安排方式提供理论方法支持。     

基于遗传算法和状态信息的多设备混联系统维护调度优化

针对多设备混联系统维护优化的建模复杂性,系统分析了设备间的相互依赖性,建立了混联系统的维护调度模型。首先利用威布尔分布模拟设备的衰退过程;定义小修、大修和更换3种维护方式,以及3种维护方式对设备故障率的影响;考虑故障成本、维护成本、资源成本和停机成本,建立了系统一次维护活动的费用模型。其次,基于每次维护活动的费用模型,建立了系统维护多阶段的总费用率模型。最后,通过算例证明了提出的多设备混联系统维护调度优化模型的有效性     

基于企业间信任的云制造资源调度

考虑到信任对企业合作的影响,研究云制造企业间信任评价与资源调度方法。首先,采用历史合作信息和时间衰减特征来量化信任度,提出结合直接信任和间接信任的综合信任度评价方法。其次,构建最大化服务链平均信任度、最小化完工时间和总成本的优化模型,并设计了自适应遗传退火算法求解。最后,通过三组实验验证了:信任度评价方法可综合企业主客观认知和时间因素;调度模型可在时间和成本损失代价较低情况下,提升每条服务链的综合信任度;自适应遗传退火算法在求解结果上具有一定的优越性。     

集装箱码头岸桥调度的时间—成本均衡模型与算法

针对集装箱码头岸桥调度的时间—成本均衡问题,综合考虑岸桥调度问题中所涉及的各类约束和装卸任务所需时间与成本之间的关系,首次提出了岸桥调度的时间—成本均衡混合整数优化模型。设计改进的遗传算法用以求解该模型。数值实验的结果验证了模型正确性和算法有效性,说明模型和算法可以用于实际的岸桥调度过程。     

基于人员-任务-资源匹配度的产品设计项目静态调度

设计人员和技术资源的特点使得产品设计项目优化调度建模及求解的复杂性大大增加。首先对产品设计项目中的三大主要要素的属性进行了深入地分析,并提出了任务-人员-资源匹配度的评价指标和计算方法;其次,借助多模式资源受限问题的思想,将设计人员和技术资源分别考虑,并将设计人员、技术资源和设计任务三者的匹配度以及技术资源强度引入到调度模型中,建立了针对产品设计项目的多模式资源受限调度数学模型;最后,设计了一种双层单亲遗传算法,实现了对模型的求解,得到了工期最短目标下最优的任务、设计人员、技术资源调度方案。案例分析结果表明,基于人员-任务-资源匹配度的多模式优化调度模型充分体现了设计项目的特点,有利于人力资源和技术资源的优化配置。     

Interbay物料运输系统实时调度方法

自动物料运输系统(AMHS)的运行效率对晶圆制造系统有影响。本文提出了一种有效的多目标动态调度方法。首先,建立多目标成本模型,并提出了一种基于模糊理论的改进方法,动态调整成本模型中的权值。采用匈牙利算法对模型进行求解。仿真实验结果表明,与其他调度方法相比,该方法具有更好的综合性能。     

平行机系统生产调度与维护计划联合优化

针对平行机系统中生产调度和维护计划的联合决策问题,假设随机故障服从威布尔分布,将作业在设备上加工位置以及设备上预防性维护位置作为决策变量,以最小化最大完工时间和最小化单位维护成本作为优化目标建立了多目标优化模型.建立了基于混合编码的遗传算法,针对不同编码类型采用合适的遗传算子,并引入了自适应交叉和变异概率使算法在收敛速度和求解精度上得到较好平衡.通过与枚举算法对比,证明遗传算法具有较好的时间效率和求解精度.通过与独立决策模型对比,证明联合优化模型能更好地解决联合优化问题,提高企业整体效益.     

基于随机规划的日间手术预约调度研究

综合考虑等待成本、空闲成本、加班成本等评价指标,基于随机规划建立了日间手术预约调度优化模型。为进行优化求解,通过蒙特卡洛方法转化为混合整数规划模型;进一步针对大规模问题,提出了基于遗传算法的求解算法。数值试验的结果表明提出的方法能在较短的求解时间内获得精确度较高的解。敏感度分析探讨了成本系数和手术数量对最优决策的影响。最后,还探讨了考虑手术切换和手术偏好等因素下的最优决策问题。     

结合车辆日检的混凝土罐车调度问题研究

结合车辆日检因素建立基于网络流模型的混凝土罐车调度问题混合整数规划模型,并提出一种结合启发式规则和车辆流冲突选择策略的遗传算法对问题优化求解。结果表明,所提出的算法可以有效地获取更优的罐车调度计划,节省企业成本、提高效益,同时可为混凝土企业的车辆购买或租用计划提供有益的指导。     

基于改进鲸鱼优化算法的风电消纳调度研究

针对我国风力发电弃风率高、风电消纳受阻等现状,本文提出将高载能负荷作为可调度资源与常规电源共同参与系统调度的调度模式,建立以最大限度地消纳风电、降低系统总调度成本为目标的消纳模型。采用改进鲸鱼优化算法(IWOA)对模型进行优化求解,提出控制参数递减策略,调整算法搜索步长,增强算法全局搜索能力和局部搜索速率;采用随机差分变异扰动策略,增强种群多样性,提高算法收敛精度。通过算例仿真分析验证了该调度模型以及改进鲸鱼优化算法的有效性和优越性。     

基于人机集成的生产过程管理系统研究与开发

针对汽车制造企业生产过程复杂的特点,提出了一种基于人机集成的现场生产过程监控、车间调度和计划的集成管理系统的结构框架和原理,并且开发了一套适合某微型汽车生产企业的生产过程管理系统,阐述了该系统的结构功能和关键技术。针对汽车装配线平衡问题,提出了一种多目标优化方案。该系统在某特大型汽车制造企业得到成功应用,对于提高该企业的生产效率以及降低生产成本起到了重要的作用,并在类似汽车流水线生产企业应用上具有广泛的前景。     

混合工作日历下批量生产柔性作业车间多目标调度方法

提出了一种混合工作日历下批量生产柔性作业车间多目标调度方法。考虑设备的混合工作日历约束,构建了以生产周期最短、制造成本最低为优化目标的批量生产柔性作业车间多目标调度模型。设计了一种带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA II)求解该模型。算法中,采用“基于工序和设备的分段编码”方式分别对工序和设备进行编码;采用“基于工序和设备的分段交叉和变异方式”进行交叉和变异操作,采用“遗传算子改进策略”保证交叉、变异后子代个体的可行性;解码操作采用“基于平顺移动的原理”和“基于工作日历的时间推算技术”推算工序的调整开始、调整结束、加工开始和加工结束时刻。最后,通过案例分析验证了所提方法的有效性。     

遗传算法的双目标柔性作业车间调度研究

研究了FMS环境下先进制造车间路径柔性的优化调度问题.同时考虑现代生产准时制的要求,建立了柔性作业车间调度问题的双目标数学优化模型,并给出了求解模型的遗传算法的具体实现过程;针对模型的特殊性,提出了染色体两层编码结构,将AOV网络图应用到解码和适应度函数的计算中,通过一个调度实例进行验证,给出了相应的选择、交叉、变异操作设计方案.     

分时电价下任务调度–人员排班组合问题的代理模型求解研究

在分时电价背景下,制造成本和人力成本往往难以取得平衡：晚上电价较低但人员加班费较高,白天人员时薪较低而电价却较高。若将两个问题联合建模,则规模较大,不易求解。在实际应用中,较多采用先进行任务调度,再对人员排班的分阶段建模求解方法,但该求解思路难以保证得到较低成本的解。针对这一问题,提出一种代理模型的方法,以GA算法生成两个子问题的多组较优可行解作为训练样本,利用BP神经网络、深度学习及宽度学习系统分别拟合组合问题的代理模型,并采用BFGS法寻优。随着工件与工序数目的增加,本文所提供的自适应采样算法能有效解决维数灾问题。算例结果表明,新方法能得到明显优于利用遗传算法分阶段求解得到的结果,能为企业节省高达11.91%的电费与人力总成本。     

基于粒子群算法的半导体制造设备预维修调度

对半导体制造设备的预维修调度问题进行了研究,建立了半导体制造设备预维修调度的数学模型,分别提出了用于求解该问题的启发式方法和粒子群算法方案,阐明了两种算法方案的具体实现过程。通过对仿真实例进行计算和结果比较,表明了粒子群算法优于启发式方法,取得了不错的优化效果。     

机器人的运动时变可靠性分析

机器人系统存在的多种不确定性会导致其运动精度下降,为此开展机器人运动时变不确定性建模与分析,以期提高机器人运动精度。首先基于运动学分析建立了机器人末端执行器参考点位姿误差模型,随后基于机器人位姿误差模型提出了末端执行器位置精度的点（静态）可靠性、时变（区间）可靠性模型以及机器人运动的系统可靠性模型,最后给出了实现上述可靠性模型高效、高精度求解的包络方法,并以斯坦福机器人为实例验证了所提模型和求解方法的有效性。研究表明,所提出的可靠性模型能够有效获得机器人各坐标分量上的时变可靠度以及机器人运动的系统可靠度。研究工作为提高机器人运动精度提供了新方法。     

不确定性周期性家庭护理资源调度

面对逐渐兴起的家庭医疗护理服务产业,本文针对服务中的不确定性周期性资源调度问题,提出了面向随机性周期重复需求的家庭护理资源调度模型并进行求解。研究目标是在满足部分客户的服务日期存在变化因素的情况下,规划下一个周期内成本期望最小的服务资源(如服务人员)对客户的服务次序和线路。方法是在合理的禁忌搜索框架下,使用蒙特卡洛仿真方法进行评价,找出符合现实中情况的最优解。通过多种规模的数值实验,验证了所提出算法的有效性。     

面向医疗器械企业灭菌工艺的不同容量平行机批调度

针对医疗器械企业灭菌工艺生产过程的调度问题,提出面向灭菌工艺的不同容量平行机批调度方法,建立以最小化总延迟时长、最小化总加工能耗和最大化灭菌柜装载率为目标的不同容量平行机批调度模型。并针对模型的求解提出一种改进的NSGA-III算法(Improved NSGA-III,INSGA-III)。为了获得更高质量的批调度解,采用EDT+MLC启发式规则生成INSGA-III初始种群,并设计一种局部搜索策略以改进算法迭代后期的搜索能力。最后,通过算例仿真与传统调度方法进行对比分析,验证了该模型和算法的有效性和可行性。结果表明,该模型和算法较传统调度方法有明显的优势,可为医疗企业实际生产调度提供新思路。     

面向连续型企业能源耦合优化的混杂Petri网模型研究

针对连续型企业高能耗的问题,提出了集能源流、物料流、信息流三流合一的模型设计理念,建立了由能耗设备单元模型、生产调度速率模型、能源系统优化调度模型和生产控制模型组成的企业能源耦合优化模型,简称为连续型企业能源耦合优化模型(CEECOM).CEECOM采用颜色扩展混杂Petri网的建模方法建立了其基础模型,用能源消耗计量...     

基于TRIZ的冷凝器清洗机器人创新设计

目的 针对目前清洗设备工作效率低和成本高等问题,设计出一种基于矛盾冲突理论和物–场模型的高效率冷凝器清洗机器人。方法 通过TRIZ系统组件分析和因果轴问题分析,找出冷凝器清洗机器人的有效功能和不足功能;运用TRIZ的技术矛盾理论、物理冲突理论以及物–场分析得出针对上述原因的解决方案。结果 最终创新设计出了基于混联机构的多喷枪协同式冷凝器清洗机器人,并制作了实物样机进行测试。与传统机器人相比,该创新设计的机器人节省维修工时76%,节约成本约25%。结论 结果表明,该清洗机器人能克服现有技术的缺陷,在结构刚度、运动精度、灵活性和作业效率均得到提高,并降低了劳动强度和人力成本。