基于改进NSGA-II算法的高维多目标柔性冲压车间生产调度优化

为了优化柔性冲压车间的生产调度、减少车间的生产能耗、实现绿色可持续发展，以车间总能耗、最大完工时间、总拖期、设备总负载最小为目标，建立了高维多目标柔性车间调度模型。提出改进的二代非支配排序遗传算法NSGA-II,该算法优化了局部搜索操作、精英选择策略、交叉和变异概率。根据柔性冲压车间的生产实例，利用传统和改进的NSGA-II算法分别对4个目标函数进行求解，并对各目标的优化迭代过程进行对比，验证了改进算法的有效性。同时，采用优劣解距离法选取一个调度方案，与基于传统NSGA-II算法求出的生产调度方案相比，改进算法得出的调度方案的车间总能耗降低了22.1%、最大完工时间缩短了14.8%、设备总负载减少了11.6%。     

冲压车间调度的动态拥挤度NSGA-Ⅱ多目标优化方法

为了降低冲压车间总能耗、缩短冲压件完成时间,提出了基于动态拥挤度NSGA-Ⅱ算法的冲压车间调度优化方法.分析了冲压机各工作状态,针对多制件、多工序调度问题,建立了以能耗最低、完成时间最短为优化目标的多目标优化模型.针对NSGA-Ⅱ算法中拥挤度比较算子会降低基因的多样性的问题,给出了动态拥挤度策略,该策略在删除多余染色体...     

改进遗传算法求解低碳约束的柔性车间调度问题

考虑了实际生产的碳排放问题,提出低碳排放约束下的柔性作业车间调度问题,以最大完工时间最小和碳排放最小为目标。采用改进的遗传算法求解低碳约束下的柔性作业车间调度问题,采用分步求解,先以最大完工时间最小进行调度方案的优化,再以碳排放指标进行调度方案的选取。在低碳约束下,同时考虑机器加工运转和空闲运转,设计不同机器间的碳排放模型。通过使用改进的遗传算法求解仿真案例得到不同的调度方案,根据预设碳排放模型比较分析得出调度方案的优劣。最后通过对企业生产实例的计算,并对不同调度方案进行总碳排放的对比,验证所建立的碳排放模型的有效性。     

虚拟环境下汽车冲压车间动态调度的研究

建立了汽车冲压车间的虚拟环境 ,在此基础上开发了冲压生产调度系统。该系统从单线调度和全线调度这两个层次来制定调度方案。前者根据下游对产量的需求和库存下限 ,采用线性规划模型计算零件的批量大小和新的生产周期 ;后者通过甘特图这一可视化工具进行批量的排序决策 ,并结合单线层次的计算结果将调度方案输入到仿真模型 ,通过与仿真过程的交互 ,检查调度方案是否满足物流资源约束和工艺约束。在实际生产调度中的应用 ,证明了该系统的有效性     

基于强繁殖NSGA-Ⅱ算法的柔性车间调度多目标优化

为了实现减少车间完工时间、机器总负荷和车间能耗等优化目标,提出了基于强繁殖NSGA-Ⅱ算法的柔性车间调度优化方法。对柔性车间调度问题进行了描述,建立了车间调度的多目标优化模型,给出了调度问题编码和甘特图解码方法。以NSGA-Ⅱ算法为基础,根据繁殖能力的不同将染色体分为强繁殖子群和普通子群,两个子群根据自身特点使用不同的遗传操作,从而给出了强繁殖NSGA-Ⅱ算法。将强繁殖NSGA-Ⅱ算法应用于柔性车间调度优化,改进算法求解的Pareto解集分布优于传统NSGA-Ⅱ算法;选择一个折中解进行验证,强繁殖NSGA-Ⅱ算法解的甘特图完工时间、机器总负荷、车间能耗均小于传统NSGA-Ⅱ算法解的参数,验证了NSGA-Ⅱ算法在柔性车间调度多目标优化中的优越性。     

基于顺序相关调整时间的FJSP与设备维护计划集成优化

为了能根据设备的实际工作时间制定维护计划,以及利用设备空闲时间进行预防维护,研究了考虑顺序相关调整时间(SDST)的柔性作业车间调度(FJSP)和设备维护计划的集成优化问题。以完工时间最小为目标,建立FJSP-SDST与不等周期设备维护的集成优化模型。提出了基于遗传优化的两阶段算法,先得到基础FJSP-SDST的调度方案,然后在设备的可靠度低于阈值时安排不等周期实时维护计划,以一定的概率在基础调度方案中的空闲时间段插入维护时间,从而得到集成方案。针对某实例的计算结果表明,考虑顺序相关调整时间的调度方案的总完成时间优于原调度方案的总完成时间,集成优化方案的总完成时间优于定期维护方案的总完成时间。     

基于遗传算法的航空航天环锻件混合流水车间调度优化

航空航天环锻件的生产特点趋于批量小、定制化和种类多，针对其生产过程中的混合流水车间调度问题进行了优化研究。将优化目标函数设为最小化的整体完工时间，选择搜索能力较高的遗传算法，在Matlab2019b软件中模拟仿真实验，并将实验结果与环锻件的实际生产数据进行对比，验证了算法的有效性和可行性。结果表明：提出的基于遗传算法的调度优化方法的整体完工时间，相较于传统人工排产的略有减少，约提高生产效率10.09%,为优化航空航天环锻件混合流水车间调度问题提供了可能。     

考虑多时间因素的绿色柔性作业车间动态调度

针对质检扰动引起的完工时间延迟和机床能耗高的问题,对绿色柔性作业车间动态调度进行研究.从考虑调整时间和质检时间的视角建立节能调度模型,采用加权归一的方式将多目标合并,利用改进的头脑风暴算法进行求解,在编码环节引进了转换机制和多层编码策略,优化了机器选择和工序排序问题.通过Matlab仿真软件对算例进行测试,研究结果表明...     

面向流水车间的绿色生产多目标调度优化研究

现代企业生产将会面临生产效率、经济及环境等多方面的需求,并且车间需要随时根据企业生产需求的改变调整生产调度策略。文章面向流水车间,建立了车间的生产运作时间,生产成本以及车间能耗的多目标数学模型,运用归一加权方法对量纲进行统一,并根据企业需求,通过层次分析法决策各指标权重,利用遗传算法对此问题进行寻优迭代,实时获取符合当下生产情况的调度优化方案,建立了一套面向高效、经济、节能的流水车间多目标调度优化方法。在此基础上,根据车间生产特点,提出了四种典型车间生产调度模式,并运用敏感性分析对车间生产模式进行判断。最后,以流水车间齿轮类零件加工为例,分析不同生产模式下车间调度方案,验证了模型的有效性与准确性。     

基于混合遗传算法的车间动态调度研究

针对扰动事件影响下的车间调度问题,基于事件驱动策略和滚动窗口技术,综合考虑完工时间与交货期,建立了作业车间动态调度模型。为了求解该模型,设计出模拟退火遗传算法,对算法的编码解码、遗传算子等方面进行改造。通过仿真得到初始调度方案,然后在此基础上,采用动态调度策略对交货期提前、机器故障、部件残品扰动事件进行了研究。通过对某公司产品进行实例验证,结果表明上述研究能够得到满意的调度方案。此模型和算法是可行且有效的,可以较好地应用到企业实际生产中。     

改进模拟退火算法在柔性调度中的应用

针对柔性生产碳排放量和作业时间的耦合,文章以碳排放量和最大完工时间为优化目标,建立了柔性作业车间调度模型,并提出了一种基于改进模拟退火算法的调度策略。为了提高算法的运行速度,采用了随机位置和轮盘赌的两种编码方式。为了避免算法陷入早熟,采用了个体调换和局部颠倒两种不同的搜索方式。最后以车间生产实际案例为背景,通过设置碳排放量和最大完工时间不同的权重系数代表不同的工厂对生产目标的不同要求,生成不同的调度方案。实验结果表明文中所提出的基于改进模拟退火算法的调度策略在加入低碳要求的车间调度中是可行和有效的。     

面向柔性作业车间的动态调整权重启发式算法

针对柔性作业车间绿色生产以及生产均衡性问题,提出一种面向柔性作业车间绿色生产的动态调整权重启发式算法。首先,根据柔性作业车间生产特点构建时间、能耗节能调度优化模型,基于调度模型提出综合优先规则,依据此规则对调度优先级进行干预,实现设备与工序的分层优化,获得高效、低耗的生产方案。在每一次迭代寻优过程中,通过缩短时间、能耗指标值与平均聚集距离的偏差率动态调整指标权重系数,保证时间、能耗选择的均衡性,避免优化过程陷入局部收敛,同时指导下一阶段的选择。最后,通过案例分析对比不同算法的优化结果,验证算法的有效性及准确性,为柔性作业车间生产提供指导。     

含局部流水的柔性作业车间调度研究

针对含有局部流水生产的柔性作业车间生产调度问题,首先在柔性作业车间调度问题的基础上建立调度模型,然后提出一种基于模拟退火法的调度算法,同时对加工路径和加工顺序进行优化,并实现最小化完工时间的调度目标。最后通过实例进行仿真,结果表明了算法的可行性和有效性。     

考虑机器故障的柔性作业车间动态调度

针对生产过程中不确定性机器故障使初始调度方案可执行性降低的问题，提出了一种考虑机器故障概率的柔性作业车间重调度方法。采用事件和基于故障概率的周期混合驱动策略，综合使用多种重调度方式，引入最大完工时间偏差、工序开始时间累积偏差、工序机器变动量作为评价指标，借助结合变邻域搜索的改进遗传算法对调度方案进行求解。通过对处理后的柔性作业车间案例仿真分析，结果表明，相比于单一重调度方式该方法最优重调度方案在性能评价指标上有显著提升，验证了所提出重调度方法应对不同情况下机器故障扰动的优越性。     

考虑作息时间的流水车间调度模型与算法

针对实际车间调度问题中由于作息时间而导致机器不可用的问题,建立了以最小化最大完工时间为优化目标的流水车间调度模型,并提出了一种改进的遗传算法.在调度模型中对机器可用时段进行约束来模拟考虑作息时间的开工与停工状态;在算法设计中通过结合禁忌搜索对基本遗传算法进行改进,提高了问题求解的质量.针对加工可恢复和不可恢复两种情况,...     

可靠度区间维护与调度集成优化

针对柔性作业车间生产过程中的预防性维护方案难以有效预测设备故障造成的维护过量和不足等问题进行了研究.为了有效应对这种情况,提出了基于设备健康状态的可靠度区间维护与鲁棒性调度生产集成优化模型.以最小化最大完工时间最小和工序偏差度最小为优化目标,应用多目标遗传算法NRGA对模型求解,针对柔性作业车间特点采用四层编码方案.最...     

大型复杂冲压件工艺方案优化设计评价模型

考虑多种因素对冲压工艺方案的影响,通过总结设计知识,吸取专家经验,提出了大型复杂冲压件工艺方案评价指标的相对定量计算方法,建立了冲压工艺方案总体评价量化模型。该模型已在大型复杂冲压件自评价工艺方案设计中得到应用。     

综合多路径选择与前工序作业排序的热处理多目标在线调度

以模具热处理车间及其上游多路径可选的柔性作业车间为背景,总结其为一类多路径可选的FJSP类型批调度问题。考虑热处理车间中任务到达的动态性、上游多路径的可选性,构建了反映拖期、能耗与加工质量的优化目标,建立了综合多路径选择与前工序作业排序的热处理在线调度机制。当工件在上游工序时,通过多路径选择方案的调整,可以使工件以一个更为合适的时间到达热处理车间,通过具有良好鲁棒性的嵌入直接牵引的批调度机制对当前组批进行优化,周期性的前工序作业排序方案可以对所有组批方案进行优化,算法核心根据多层折衷规划模型对多目标优化进行深度协调。仿真研究验证了该算法的有效性和环境适应性。     

一种优化的冲压线主电机节能控制方式

<正>作为冲压车间最大的能耗来源,生产设备的能耗主要为冲压车间内部的压力机能耗,压机主电机为最主要的能耗设备。本文提出了一种优化的冲压线主电机节能控制方式,通过主动和人工两种方式去降低冲压线压机的待机时主电机转速,从而达到降低待机能耗的效果。经验证,在满足产线生产工艺需要的同时,每月能有7%的能源节约。     

考虑调整时间的柔性作业车间调度问题研究

考虑到工件在机器上存在安装、定位等调整时间对生产调度效率的影响,将工件在加工机器上的调整时间和加工时间作为独立影响因素进行研究。以最大完工时间最小为优化目标,建立带有调整时间的柔性作业车间调度数学优化模型。通过改进遗传算法对提出的模型进行求解,实现求解过程的快速寻优。运用Matlab软件平台对实际案例进行仿真,实验结果表明建立的模型和改进的算法是可行的和有效的,能够更有效的指导实际生产。