不确定环境下复杂产品维护、维修和大修服务资源调度优化

基于对复杂产品维护、维修和大修（MRO）协同服务资源调度的需求分析,从现实角度出发,建立资源调度时间和服务执行时间参数不确定条件下的随机机会约束规划数学模型. 提出由随机模拟、神经网络和离散粒子群优化算法组合成的混合智能算法,求解所提出的优化问题. 随机模拟方法为所建立的神经网络模型提供训练样本集,得到的训练样本集被用于训练神经网络模型以逼近优化目标函数,训练后的神经网络模型被用于代替优化目标函数来执行粒子群算法优化迭代. 该混合算法能有效提升时间参数不确定条件下的复杂产品MRO协同服务资源调度双目标优化问题的求解速度. 案例分析表明,相比于确定性条件下的优化算法,所提出的随机机会约束规划模型和混合算法更适用于求解现实中不确定条件下的MRO服务资源调度问题,所求得的调度方案在实际执行中具有更好的鲁棒性.     

积分过程的PID控制器智能优化设计

针对积分时滞过程,采用微粒群优化(PSO)算法对比例-积分-微分(PID)控制器的参数进行优化设计.通过将PID控制器的参数设置为群体微粒在参数空间中的位置,模拟群体智能和动物觅食的动态行为来对PID参数寻优,使代表PID控制器参数的微粒逐渐向最优区域移动,获得最佳的PID参数.在优化过程中采用了偏差平方积分(ISE)的优化指标.实例仿真结果表明,基于微粒群算法优化得到的PID控制器不仅响应速度快、超调量小、抗干扰能力强,而且对过程时滞的变化具有较强的鲁棒性.     

笼型粉碎机的优化设计

本文在对笼型粉碎机结构和运动分析的基础上,建立了笼型粉碎机离散混合变量的优化设计模型,提出了离散混合变量优化问题的两步优化算法。该算法充分发挥了连续变量优化算法效率高和离散变量优化算法符合实际变量取值要求的优点,以连续变量优化的结果作为离散变量优化算法的初始点,大大提高了解决此类问题的效率。经对一实际产品的优化表明:在满足各种约束条件下,增大笼轮外径,间隙增大,生产率提高,并可最大限度地发挥原动机的潜力,优化后生产率提高了9.86 t/h,相对增加66.7%.     

微粒群算法在结构优化设计中的应用

结构优化设计对于实际工程具有重要的意义.通过对现有优化方法进行分析,将微粒群算法应用到结构优化设计中,提出了结构优化设计的微粒群算法,并建立了相应的优化模型.介绍了微粒群算法的基本思想、结构优化微粒群模型及其实施的具体步骤,最后通过一个算例验证了该方法的效率和有效性.结果表明该方法科学可行,具有很好的应用前景.     

同沟敷设管道沿线停输温降计算分析

引入导热形状因子得到同沟敷设管道的管段总传热系数,建立了同沟敷设热油管道停输温降的计算模型,并采用PISO算法对停输瞬态问题进行模拟。利用西部管道沿线的历史数据及西部原油成品油同沟敷设热油管道的实际情况计算了沿线停输温降并进行了对比分析,找出了潜在的停输危险截面,为我国西北地区同沟敷设管道的设计与运营管理提供了参考。     

微粒群算法在结构优化设计中的应用

结构优化设计对于实际工程具有重要的意义．通过对现有优化方法进行分析。将微粒群算法应用到结构优化设计中,提出了结构优化设计的微粒群算法,并建立了相应的优化模型．介绍了微粒群算法的基本思想、结构优化微粒群模型及其实施的具体步骤,最后通过一个算例验证了该方法的效率和有效性．结果表明该方法科学可行,具有很好的应用前景．     

基于PSO-动态修正算法的静态负荷模型辨识

采用具有全局寻优能力的微粒群优化（PSO）算法辨识负荷模型的参数;同时考虑负荷电压的变化,用动态修正法实时修正负荷模型的参数,建模仿真分析结果验证了PSO-动态修正算法的有效性和准确性.相对于线性回归分析的动态修正法,该算法能够提高负荷模型的辨识精度,所建模型更适合描述全电压范围下负荷的静态特性.     

基于自动微分与伪谱法的小推力借力轨道设计

针对小推力借力轨道设计问题,给出一种基于自动微分与伪谱法的优化方法.借力模型采用B平面模型,提高了轨迹优化设计的鲁棒性.用高斯伪谱法对整个小推力借力轨道进行离散,将发射时间的搜索包含在同一计算框架内,避免了传统混合方法中随机搜索算法收敛慢、精度低的缺点.将得到的大规模非线性规划(NLP)问题采用序列二次规划(SQP)法进行求解,为实现NLP问题的快速收敛,提出了串联优化以及弹性约束策略.SQP需要的导数信息通过自动微分获得,保证了计算的高精度和快速收敛.对地球-金星-火星小推力借力轨道进行了优化设计,验证了本文方法的正确性和有效性.     

采用随机微粒群算法的舰船消磁系统优化调整

随着舰船消磁技术的发展,消磁线圈的数目越来越多,用于调整消磁系统的常规方法越来越难以实施.为解决这一问题,采用随机微粒群算法对舰船消磁系统进行了优化调整,给出了优化调整数学模型及优化结果.计算例子表明随机微粒群算法在舰船消磁磁场特征均方根最小和峰值最小方面均比常规方法更有优势,而且这种方法还能用于优化与舰船磁场特征相关的任意一个或多个参数.因此,利用这种新方法可以将舰船消磁系统调整到最优状态,从而能够保证舰船的磁性安全.另外,随机微粒群算法具有算法直观,编程简单,计算速度快的优点,可以方便地应用于工程实际.     

用微粒群算法实现水轮机调节器参数的优化设计

目前水轮机调节系统PID参数整定一般都是根据经验公式或现场反复试验获取,它往往不易获得最佳参数.为了保证获得最优水轮机PID调节器参数,本文研究了利用微粒群优化（PSO）算法进行参数优化设计的新方法.PSO算法是一种新的仿生优化方法,具有结构和运算简单的优点.仿真试验结果表明,用微粒群算法优化水轮机调节器参数,可以获得满意的控制精度和效率.与改进的遗传算法优化结果相比,各项控制性能指标（如调节时间、负调、超调量等）都优于遗传算法整定的PID调节器.     

埋地热油管道保温层优化与经济评价

以保温材料的年分摊费用和保温后的年散热损失费用之和为目标优化函数,给出了埋地热油输送管道保温层经济厚度的计算模型。模型考虑了埋设深度对管道周围环境温度、保温层外壁放热系数及总传热系数的影响。借助C#程序语言编制了埋地热油管道保温层厚度优化的计算机求解程序和EXCEL经济评价程序,结合实例进行了计算。结果表明,埋地热油管道保温层厚度对项目的经济效益具有较为明显的影响,因此确定保温层厚度时要兼顾技术层面及经济层面的要求。研究结果可为热油输送管道施工的优化设计提供一定的理论参考。     

离散型动态规划模型的知识表示及其IBFS算法研究

针对运筹学模型表示中存在的问题，本文以离散型动态规划模型为研究对象，从解决动态模型的知识表示与基于知识的推理机制入手，通过剖析动态规划问题的决策过程及其状态演变特征，运用人工智能状态空间理论，将动态规划模型的求解转化为状态空间图中最佳路径的搜索，提出了以六元组Ｍ＝（Ｉ，Ｇ，Ｏ，Ｔ，Ｄ，Ｓ）表示离散型动态规划模型的知识表示方法－ＩＧＯＴＤＳ表示法；并引入最优评价函数，研究了基于状态空间图的求解离散型动态规划模型ＩＢＦＳ搜索算法．本文的工作有利于促进并深化运筹学应用的知识化、智能化研究．     

长输热油管道非稳态油温预测

热油管道上游站场启停加热炉后,下游进站油温的非稳态变化趋势影响管道清管前启炉热洗、异常停炉应急处置等工作,非稳态油温趋势变化的准确预测可有效提高管道安全运行与节能降耗工作的开展。为此,采用深度学习的框架,将上下游油温的非稳态过程看作序列到序列的映射关系,建立基于attention机制的seq2seq非稳态油温预测模型。通过相关性分析选取上游出站非稳态油温、管道流量、地温等参数作为模型影响因子,并计算获得相关度。在HY热油管道的SCADA系统数据库中下载相关参数历史数据,作为样本数据,经数据预处理后,对模型进行训练测试。将训练完成的模型应用于实际生产,获得预测值与真实值误差为±0.2 ℃,启停加热炉过程预测值与真实值的相关系数R分别为0.96和0.99,均方根误差分别为0.11和0.09,可见模型可有效预测下游站场非稳态油温。该模型基于实际生产数据驱动,为未来管道智能化控制奠定基础。     

基于多目标粒子群算法的泊位-岸桥分配研究

为得出合理且符合实际生产状况的泊位-岸桥分配,建立了船舶在港时间和码头运营成本最小的多目标优化模型,并使用了多目标粒子群算法进行求解。通过多目标粒子群算法分别求解30、40、50、60、70艘船舶的优化模型,得到的可行解使时间和成本这两个目标达到最优平衡,并证明了模型和算法的有效性。试验结果表明,多目标优化方法与单目标而言,可以使码头得到更大的运营效益。     

永冻区埋地热油管道热力计算

埋地热油管道通过永冻地带时,会导致土壤解冻,进而导致管道沉陷和土壤物性参数变化。分析管道周围土壤融化圈变化对管道系统的设计,施工和管理是必需的。考虑热油管道对其周围土壤的影响和半无穷大土壤的传热,提出了描述永冻地区土壤融化圈变化的数学模型。通过一定的数学处理得到了计算融化圈的特征线方程,并采用差分法进行求解特征线方程,获得了满意的结果。计算分析表明,这一方法是可行的。     

成品油顺序输送批次和罐容的优化设计

随着我国成品油管道的建设和发展,在成品油输送过程中,循环批次和库容就成为影响总投资费用最重要的因素。成品油输送过程中,混油处理是一个重要环节。阐述了顺序输送过程中2种混油处理方式的优缺点。介绍了某成品油管道的概况以及输油任务,运用经济分析法建立数学模型,确定了某成品油管道最优的输油批次以及罐容。对管道设计和优化运行具有一定参考价值。     

基于N 条最短路径的成品油管道优化设计

采用了赋权有向图来表示成品油管道工艺方案优化设计问题,若干个泵站位置候选点对应图的顶 点,两顶点间管段的总费用现值对应弧的权值,通过循环调用Dijkstra算法,求解出了前N 条最短路径作为最优和 次优方案,以备多方案比选。该方法既兼顾了工程实际的要求,又可以给出最优、次优工艺方案。实际算例表明该 方法切实可行。所提出的方法可以推广应用到其它油气管道工艺方案优化设计或其它工程应用。     

同沟敷设原油和成品油管道三维温度场的数值模拟

热油管道周围温度场是管道停输再启动及管道安全运行的基础,只有准确掌握管道周围的温度场分布,才能使管道安全运行,避免凝管事故的发生。在同沟敷设管道中,常温输送的成品油管道必将影响热原油管道的温度场,因此同沟敷设管道的温度场与单根输油管道的温度场不同。为了准确掌握同沟敷设原油和成品油管道的温度场,以国内某同沟敷设管段为研究对象,采用Gambit软件的非结构化网格技术和F1uent软件的标准-模型对同沟敷设管道的三维温度场进行数值模拟。通过与相同条件下单根原油管道的温度场比较,分析成品油管道对同沟敷设原油管道的影响。     

军事物流选址分配模型及遗传算法优化

在每个物流中心的容量有限的情况下,为了解决军事物流中心选址和服务需求分配问题,建立了一种基于二维地理坐标平面的军事物流选址分配模型。针对这种非凸和非光滑的混合整数非线性规划模型,给出了一种改进遗传算法的全局最优化求解方法,其中由于适应度函数与各物流中心对应的需求分配情况密切相关,我们用拉格朗日松弛法解决了对于特定位置的物流中心服务需求分配的子问题,最终得到了模型的全局最优解或者近似全局最优解,最后的实例求解表明了该算法的有效性和稳定性。     

不同埋深热油管道数值计算

在热油管道的输送过程中,管道埋深对其周围土壤温度场有很大影响,而且管道附加的保温层对管道自身的热力特性也产生影响。研究了不同温度、不同埋深下附加保温层的热油管道与其周围土壤温度场的关系。热油管道埋地深度越深,受地表温度影响越小。结果表明,在夏季,管道埋地越深,输油前土壤温度越低;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度比埋地较浅的管道低;在冬季,管道埋地越深,输油前土壤温度越高;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度反而比埋地较浅的管道高。因此,保温层应选取经济厚度,以期达到优化管道输送油品的温度、降低能耗、提高经济效益的目的。