CIM环境下连续生产过程通用虚拟生产调度系统

介绍了一种通用的面向连续生产过程分析和调度的原型系统,以及实现这类系统的一些思想、技术和方法。提出了一种连续生产装置抽象模型,并基于此模型通过面向对象编程方法,建立了通用的生产装置分析调度平台。这个平台的主体是一个复杂的生产装置分析调度对象类。     

双资源约束作业车间动态调度研究

针对双资源约束作业车间动态调度优化问题的求解特点,基于局部时窗调度思想构造包含动态扰动分析、动态扰动评估以及动态调度方法在内的三层动态调度系统,并结合最小化调度方案修订的动态调度实际需求,设计基于染色体还原机制与局部工序的分阶段调度优化的混合动态调度算法,最后通过仿真实验验证了基于局部时窗调度思想的动态调度方法有效降低随机扰动影响的良好应用效果。     

车间生产调度系统的虚拟仿真研究

阐述车间生产调度问题及其特点,详细分析仿真调度的原理和特点;并结合车间调度的具体情况,提出一套车间生产调度系统虚拟仿真的解决方案.     

基于约束理论的混流生产调度研究

提出了一种基于离散系统建模仿真方法的DBR(鼓-缓冲-绳子)改进方法,通过建立仿真模型并运行仿真模型来识别瓶颈资源,从而确定缓冲位置;采用模拟退火算法优化和确定相应的DBR控制参数,进而确定瓶颈资源和非瓶颈资源排程。实例计算表明,该方法能够有效优化和确定DBR生产控制参数,提高系统效率。     

考虑动态资源和工件批量约束的柔性车间生产调度

针对实际车间生产调度过程中车间设备资源受上一调度周期剩余任务影响、工件批量和加工路径柔性等问题,构建考虑设备动态负荷和工件批量约束的柔性车间生产调度模型。提出双层嵌套式遗传算法:外层遗传算法确定工件批量划分和各子批零件的工艺路径,并设计一种基于设备优选法的解码算子来确定个体对应的批量划分中各子批零件的工艺路径;内层遗传算法确定外层遗传算法个体所对应的工件分批和加工路径约束下的调度方案,调度方案的完工时间和超出交货期时间将反馈到外层遗传算法中,用于综合评估当前分批和加工路径方案的性能,实现综合优化。最后在柔性调度标准案例10×10案例基础上增加批量、交货期、设备资源等约束,对所提模型和算法进行测试,结果表明所提算法在对工件进行合理分批和工艺路径确定的同时,能够优化调度结果,满足产品交货期和设备资源约束。     

调度策略在并行机调度仿真的应用

等同并行机调度对提高生产率有着重要意义,针对动态随机环境,运用调度策略建立仿真模型,等同并行机调度以最大化吞吐率和最小化延迟工件量为多目标函数,仿真模型用于一个7台等同并行机的装配车间,模型参数和实验数据来自于某大型装备制造企业当前车间,现行调度主要采取先入先出(FIFO)策略。通过最小化加工时间优先(SPT)和最早订单完成时间优先(EDD)等策略用于仿真模型并与现行策略对比,仿真结果显示,将调度策略用于动态随机系统对企业提高生产效率有显著优越性。     

应用约束理论的多Agent UML生产调度系统的Agent UML建模

根据约束理论(TOC),对生产调度系统进行多Agent设计,并通过扩展UML(Unified Modeling Language)图,描述了系统中Agent的结构与它们之间的关系和相互之间的协作.     

基于人机协同的RMS动态调度策略及其仿真软件

RMS的高效率和柔性在很大程度上取决于RMS调度的水平.通过对RMS中的人机协同动态调度问题进行深入研究,以北京第一机床厂的关键零部件生产线作为依托背景,对RMS的动态调度规则作了初步探讨.据此,编写了相应的RMS生产能力仿真软件,为研究RMS的动态调度策略和工艺能力评估打下了基础.     

基于时间约束网络的动态规划调度算法

为解决与时间有关的规划调度问题,提出了一种基于时间约束网络的动态算法。该算法与传统的计算最短路径方法不同,它只需计算受到新增约束影响的局部网络。同时,给出了算法的最坏时间复杂性,并进行了证明。最后,以Job—Shop调度系统为例进行了仿真验证,结果表明,该算法可快速地判断约束网络的一致性,并计算每个工序的最早可能开始时间。     

基于约束的炼钢连铸动态调度模型与算法设计

炼钢连铸过程中经常出现新炉次插入的情况,需要对其进行动态调度。一方面要尽量维持初始调度方案的现状,另一方面又要在总完工时间最短的条件下安排新炉次生产。因此,动态调度比静态调更具复杂性。针对上述问题,考虑实际生产中的工艺约束,设计了一种改进的回溯算法。算法的基本思想是采用约束满足回溯算法进行变量选择和值选择,选择规则均采用启发式规则设计,在变量选择过程中嵌入前看(look-ahead)策略进行预处理,减小解的搜索空间,在值选择过程中嵌入回看(look-back)策略进行回溯。利用实际生产数据对上述动态调度方法进行验证,结果显示了此方法的有效性。     

面向节能减排的多级自由锻造生产调度

针对锻造高能耗和排放的问题,提出一种面向节能减排的多级自由锻造生产调度模型。该模型以加工最大延时最小化、排放最小化以及能耗最小化为自由锻造生产调度目标,分别建立了以工时为目标的调度模型一、在工时约束下以排放为目标的调度模型二和在工时和排放约束下以能耗为目标的调度模型三,构成了在节能减排约束下的多级自由锻造生产调度模型。采用启发式算法和匈牙利法对模型一到模型三进行多级逐步求解,从而获得面向节能减排的自由锻造生产优化调度方案。通过实际算例验证了多级自由锻造生产调度模型的有效性。     

面向生产线仿真的数字孪生逻辑模型构建方法

生产线仿真是保证生产设计方案正确、合理、高效的前提,其中对生产线逻辑的正确性仿真最为关键.为实现基于数字孪生的生产线仿真技术,提出面向生产线仿真的数字孪生逻辑模型构建方法.首先提出生产线仿真系统组成架构,然后从几何、物理、生产行为、仿真规则4个维度阐述数字孪生逻辑模型的构建方法,详细介绍几何属性、物理属性的定义方法,采...     

优先约束的混合实时任务动态调度算法

为了对较大规模问题在短时间内给出满意的解并调度随机到达的非周期任务,提出了一种动态混合调度算法。在第一个截止期限错失时刻,通过分析系统的运行情况,推导出具有优先约束的实时任务可调度的充分条件。在系统运行前,判定周期任务的可调度性,预分配足够的处理机。当非周期任务到达系统时,在保证周期任务可调度的前提下重新给周期任务和非周期任务分配处理机。该算法具有多项式时间复杂性,适合解决较大规模的多处理机调度问题。实验结果表明,该算法有效提高了处理机的利用率和非周期任务的接收率。     

考虑资源约束的预制构件多目标生产调度优化

为优化装配式建筑预制构件生产调度问题,从生产供应的角度对预制构件生产流程进行分析,同时考虑生产过程中的资源约束,构建了以生产完工时间和惩罚成本为目标的预制构件生产调度数学模型.设计了一种新颖的多目标混合共生生物搜索算法对模型进行求解,以合理安排预制构件的生产顺序和资源配置,达到降低成本、提高生产效率的目的 .通过装配式住宅项目的 一个实例验证了模型和算法的有效性.     

面向数控系统的优化调度算法及容错策略研究

建立了混合关联任务集描述模型,并引入人工智能领域的启发式搜索算法,以实现该模型任务集的最佳优先调度.在此基础上,进一步提出了基于回卷恢复机制的容错调度策略,通过对瞬时故障的容错恢复,提高数控系统运行的可靠性.与传统实时容错调度算法相比,基于回卷恢复机制和最佳优先调度算法的容错策略,能很好地适用于混合关联任务集.同时,通过降低错误恢复所需的时间开销,有效地提高了系统的资源利用率.实例分析和算法模拟研究证明了该算法应用于数控系统的有效性.     

一种面向卷烟生产线的优化调度策略

为了提高卷烟产品的质量和生产效率,通过分析卷烟生产线的工艺流程,提出了有关合理假设,利用图论中的网络流思想,将卷烟生产线抽象成了基于连续物料流的连通网络系统,并由此提出了卷烟生产线优化调度的概念,建立了卷烟生产线优化调度模型,包括生产线的生产率最优模型和每个工作日的初始状态最优模型,给出了具体的优化调度策略。该优化调度策略已用于实际卷烟生产线的作业调度中,取得了良好的应用效果。     

面向用户多品种定制的分布式供应链调度

针对云制造面向分布式供应链环境中的多品种定制问题,提出一种多目标生产运输优化调度模型和基于改进混合蛙跳算法的求解方法。该模型考虑供应链中的制造/供应两阶段,以及不同企业间的运输时间和成本,得到成本最小、时间最短、生产空闲率最小、订单延迟最小的调度方案。同时,该算法重新定义原有算法的核心操作算子以适应离散调度问题求解,并结合模拟退火和极值优化算法的特性,进一步改进离散域的混合蛙跳算法的局部搜索性能。通过项目调度标准测试集验证了该改进算法的性能,并以6个品种定制需求为案例,验证了所提模型与算法的有效性。     

面向价格动态变化的云工作流调度算法

为解决资源价格变动环境中云工作流任务调度开销优化的问题,提出一种基于动态规划的云工作流资源调度算法.该算法将云工作流中的任务分为多个串行任务组,然后利用动态规划算法对每组任务进行调度,计算在该任务组规定完成时间内开销最低的调度方案.通过实验,与状态图搜索算法进行了比较,在被调度的资源的价格为可变函数时,计算了四种工作流模型的调度结果.结果表明,所提动态规划算法比考虑资源平均价格的状态图搜索算法有更好的表现.     

面向云仿真的层次化仿真服务描述框架

针对云仿真中多种粒度资源共享和按需构建仿真服务的特点及其对仿真资源服务描述框架的新要求,提出了面向云仿真的层次化仿真服务描述框架;对框架中各层次的描述语义进行了定义和形式化描述。将研究成果应用于云仿真系统的仿真服务描述实现中,通过典型实例,验证了所提出的仿真服务层次化描述框架。研究实践表明：面向云仿真的层次化仿真服务描述框架适用于云仿真系统中涉及的各类不同粒度的仿真服务资源,能够从服务属性语义与服务模型语义两个角度对仿真服务进行描述,从而支持基于仿真服务描述的智能化发现与组合调度,实现按需构建仿真服务的云仿真模式。