区块链系统分布式计算的ADMM算法及其在主动配电网中的应用

区块链作为一种新颖的计算机技术,由于具备诸多的优点,其在未来主动配电网中有较大的应用潜力。因此如何将配电网中的集中式优化任务融入区块链系统的分布式计算模块是亟待解决的问题。以配电网动态经济调度优化的分布式建模为例,借助二阶锥规划（second-order cone programming,SOCP）凸松弛理论,参考了IEC 61970标准中CIM的建模思想,将传统的配电网耦合模型转换为一种分散式的电气模型;并提出一种运行于区块链上的基于交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers,ADMM）的分布式最优潮流求解方法,从而使传统集中式优化在未来主动配电网中所面临的诸多难题得以解决。该方法无需对配电网进行全局协调或分层分区,仅利用区块链相邻节点间少量的通信即可通过并行计算得出模型的全局最优解。     

研发项目群人力资源调度研究

关于人力资源受限项目调度这一备受调度领域学者们高度关注的重要问题,将可更新资源延展至胜任力有别的人力资源之中,基于此建立一个含有胜任力水平的模型,此模型与项目群人力资源调度现实情境比较贴合。首先选取了多个评估人员胜任力的指标,并且提出了胜任力的计算公式,再将最小化项目群总工期和最小化项目群总成本作为双重目标,由此创建了考虑人员胜任力差异的数学优化模型。基于模型假设可绘制出相应的多项目初始网络图;通过枚举算法列举出符合假设条件的可行解集;之后提出以动态规划方法为基础的算法展开分阶段寻优,以双目标重要程度的高低进行降序排列,逐一确定总工期最优解和总成本最优解。根据实验结果发现,将胜任力差异纳入到数学优化模型的构建在求解方面优势明显,具有较好的应用价值。     

基于空间蚁群算法的混流装配线组批排序方法

针对混流装配线按工作日历调度过程中,组批生产导致订单准时交付率差、加班时间长,以及缺料等干扰因素导致完工周期延长等问题,以零部件配套、按工作日历组批为约束,最小化完工周期、提前/拖期时间以及加班时间为多目标,建立工件排序数学优化模型。验证以完工周期最短为目标的流水线工件最优排序亦具有V型特征。提出空间蚁群权重设计方法,将蚂蚁沿不同的权重向量寻优,提高算法的全局搜索能力;并根据当前Pareto解在各权重子空间的分布情况动态调整各子空间的蚂蚁数量,避免陷入局部最优。通过与文献算法对比,验证空间蚁群算法具有良好的优化性能,并通过实例验证了排序方法的有效性。     

基于顾客选择和制造复杂性优化的并行装配系统设计方法

为平衡并行装配过程中生产柔性、制造复杂性和产品多样性之间的矛盾,提出一种基于顾客选择和制造复杂性优化的并行装配系统设计方法。面向所有可能的并行装配系统结构,通过分析并行结构复杂性和细分市场顾客选择产品过程,建立了市场占有率和制造复杂性的多目标优化模型,并提出求解该问题的两层嵌套遗传算法,内层实现当前产品组合的最小制造复杂性产品调度,外层在不同产品组合中搜寻两目标综合表现最优解,以此来评价不同并行装配系统结构设计的优劣。最后结合一个算例验证了该方法的有效性。     

焊接工艺碳足迹分析及其工艺参数优化

以提高焊接工艺过程中资源和能源利用效率,减少碳排放为目的,从物料、能源、废弃物3个维度,对焊接加工过程碳排放机理加以分析.根据焊接及数学理论建立了焊接过程的碳排放特性函数.对回流焊接设备影响碳排放的因子进行分析,建立遗传算法优化模型,并找出了最优解.     

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.     

基于0-1和序列二次规划的短期负荷优化调度

针对火电站机组的运行特性,使用多项式拟合机组煤耗特性函数并用最小二乘法求解各次项系数。考虑机组的运行状态,负荷平衡约束、出力和机组爬坡率限制,建立火电站的短期优化调度模型,首先采用穷举法或混沌遗传算法求解机组状态的可行解域,然后在可行解域内用序列二次规划算法求解机组的最优负荷分配,这样分两步求解的优点是在尽量保障最优解的前提下缩小问题求解的规模,从而减少计算时间。求解的结果与经验法对比并将其可视化可以明显发现本文算法的结果要优于经验法,实现了使用较少的燃煤实现输出相同的负荷的目的。并将本文算法应用于调控一体化平台的优化调度功能模块,为调控人员提供决策支持和参考。     

对面向负荷的生产控制技术的研究和改进

将面向负荷的生产控制(LOMC)技术的订单投放过程看做一个订单挑选问题,用0-1整数规划模型来求解,目标函数包含"平衡机器负荷"与"满足订单交货期"两项,从而得到订单挑选方案的全局最优解,优化了LOMC技术的订单投放过程。仿真实验表明,这种基于整数规划模型的LOMC方法能够更好地平衡机器负荷,同时改善订单生产提前期和拖期百分比,改进效果非常明显。     

一种面向卷烟混合生产线的优化调度模型研究

目的 基于多品种、小批量的生产制造模式,在规定的8 h工作之内,快速有效地生产出多品种、多批量的卷烟,并对所需物料进行准确调度,达到经济效益最大化的目的。方法 针对某烟草生产企业订单需要生产6种型号的品牌香烟,通过分析卷烟生产线的工艺流程,提出一种解决卷烟厂车间资源优化调度的CSS模型,该模型可以根据产品之间的销售需求情况来匹配生产线资源配置,按需求比采用粒子群优化算法计算出单次投料后混合生产香烟所需的最小时间与最大收益。结果 将所得方案进行综合对比后,计算得出在规定工期内,生产香烟获取利益的最优分配方案,在迭代在10次以内时已完成了优化过程,最大获利为3.65万元。结论 该优化模型通过改变相关工艺参数能够实现对不同混合生产线的资源调度优化,并对其他制造行业提供借鉴价值。     

人机协同的生产调度实验平台

生产调度一直以来都是生产管理的难题,同以往单纯采用算法由机器来获得调度最优解的思路不同的是,采用人机协同的思想开展对调度问题的研究,将调度任务进行分派,使凋度员和机器协同完成调度任务,建立了人机协同的生产调度实验平台.实例表明,该实验平台提供了一个训练调度员调度能力的工具,利用该实验平台,调度员和机器可较好地协同得到满意的调度解.     

基于遗传粒子群算法的集成块布孔优化及其实现

 根据集成块的结构特点提出一种集成块布孔的优化方法,建立集成块空间布孔优化设计的数学模型和参数化描述,并结合遗传粒子群算法运用Visual Basic 6.0语言对提出的数学模型和优化方法进行编程实现.程序运行实例表明,运用遗传粒子群算法优化该数学模型可以很好地完成集成块的布孔优化设计,为以后集成块的自动优化设计和绘图打下坚实的基础,具有一定的实用价值.     

小型农业生态工程——庭院经济发展的数学模型

农业生态工程数学模型的任务在于提供对于系统现状及其功能、结构的认识,并用于预测系统即将发生的行为,进一步外加某种措施,对系统实施控制,以求达到它的最优化。章通过理论研究和实践试验,建立了小型农业生态工程的数学模型。并以北京市大兴县留民营村一家农户为例,介绍小型农业生态工程的数学模型,及其在指导实际建设中的应用。     

Multiobjective design of actively controlled structures using a hybrid optimization method

A multiobjective approach to the combined structure and control optimization problem for flexible space structures is presented. The proposed formulation addresses robustness considerations for controller design, as well as a simultaneous determination of optimum actuator locations. The structural weight, controlled system energy, stability robustness index and damping augmentation provided by the active controller are considered as objective functions of the multiobjective problem which is solved using a cooperative game-theoretic approach. The actuator locations and the cross-sectional areas of structural members are treated as design variables. Since the actuator locations are spatially discrete, whereas the cross-sectional areas are continuous, the optimization problem has mixed discrete-continuous design variables. A solution approach to this problem based on a hybrid optimization scheme is presented. The hybrid optimizer is a synergetic blend of artificial genetic search and gradient-based search techniques. The computational procedure is demonstrated through the design of an ACOSS-FOUR space structure. The optimum solutions obtained using the hybrid optimizer are shown to outperform the optimum results obtained using gradient-based search techniques.     

Scheduling of flexible manufacturing systems based on Petri nets and hybrid heuristic search

This paper proposes and evaluates a hybrid search strategy and its application to flexible manufacturing system (FMS) scheduling in a Petri net framework. Petri nets can concisely model multiple lot sizes for each job, the strict precedence constraint, multiple kinds of resources, and concurrent activities. To cope with the complexities for FMS scheduling, this paper presents a hybrid heuristic search strategy, which combines the heuristic A* strategy with the DF strategy based on the execution of the Petri nets. The search scheme can invoke quicker termination conditions, and the quality of the search result is controllable. To demonstrate this, the scheduling results are derived and evaluated through a simple FMS with multiple lot sizes for each job. The algorithm is also applied to a set of randomly generated more complex FMSs with such characteristics as limited buffer sizes, multiple resources, and alternative routings.     

基于赋时Petri网的成组生产单元缓冲区建模

以CD造船厂的某成组生产单元为研究对象,在对不同功能和结构的在制品缓冲区进行分类的基础上,建立了该生产单元的扩展赋时库所Petri网模型;将此Petri网映射为eM-Plant软件中的仿真模型,通过对在制品缓冲区库存量仿真数据的监控和分析,讨论了该成组生产单元的瓶颈环节、设备的负荷状况、零件排序调度的优化与否以及生产的连续性和稳定性.     

多级分销网络设计及库存控制整合优化模型

从供应链集成的角度出发,基于多目标规划,根据排队论探讨了随机性需求下多级分销网络设计与库存控制的整合优化问题,提出了多级分销网络设计和库存控制整合优化的多目标规划模型.针对遗传算法收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点,采用了基于并列选择法的遗传-模拟退火算法混合优化策略.实验证明,模拟退火算法提高了遗传算法的全局搜索能力,改善了遗传算法的求解性能.     

位移型耗能减震结构优化设计

提出了一种应用于耗能减震体系参数设计的新型优化数学模型。模型目标函数体现了明确的设计意义,在保证几种地震波作用下结构最大层间位移角接近设计值的前提下,尽可能使得应用的耗能体系刚度最小。新模型同时解决了不同地震波作用下优化结果各不相同,优化参数难以选择的问题,是一种有效的优化设计方法。     

双管道原油运输系统的着色赋时可控Petri网建模

针对双管道原油运输（高低凝固点原油）系统,利用着色赋时可控Petri网进行建模,分析多个关键约束,特别是高凝固点原油运输管道的约束。利用模块化建模方法,分层建模,结构严谨,描述系统行为完整,可作为观察系统物流信息和短期生产调度制定的辅助工具。     

基于材料选型优化的金属-复合材料组合结构-声辐射优化

基于金属铺层假设,以结构材料属性和材料铺层数量为设计变量,建立了基于金属-复合材料的材料选型结构-声辐射优化设计模型。以钢-纤维增强复合材料组合结构为例,开展了多设计变量、多约束条件的结构-声辐射优化研究。最后,采用遗传算法进行求解,实现了结构材料的转换。数值算例表明,通过金属-复合材料组合结构的材料选型优化,可以有效降低钢-纤维增强复合材料结构的振动和声辐射。文中的研究方法为结构材料的分布优化提供了一种可行有效的思路。     

支持敏捷供应链重构的模块化Petri网建模与分析

建立了敏捷供应链重构的过程框架，将敏捷供应链的重构分为结构重构和运行策略重构两个方面，结构重构主要是有关供应链节点的选择与评价过程，策略重构是在供应链结构形式以后，对其各节点的库存，物流、供货等策略的控制，在结构重构中采用模块化的Petri网建模方法进行分析，并以一虚拟的供应链为例进行仿真