加工时间存在双重约束的批调度模型及算法

为了提高热处理的加工效率并实现准时交货,本文根据热处理各批次加工时间受装炉量和批中最大工件尺寸双重约束的特点,分别以最小化最大完成时间和最小化最大拖期量为调度目标,构建混合整数线性规划模型Model C和Model L。根据分批数量上界设定值与Model C运算结果的关系特性,构建启发式算法HC提高Model C的运算效率。通过反例说明Model C所具有的特性并不适用于求解Model L。提出启发式算法HL求解最小化最大拖期量问题,并证明算法HL的计算复杂度。通过大量实验数据验证,结果显示两个数学模型都分别能够求得最优解,但调度规模不超过18个工件;算法HC能得到调度规模为60个工件的最优解;算法HL与最优解相比平均偏差不超过15%,调度性能明显优于其他2种典型算法。     

面向随机环境的带软时间窗多式联运路径优化

针对多式联运运输距离长、中转环节多,易受机械故障、交通堵塞、天气状况等随机因素影响的特点,建立了更加符合实际的带软时间窗约束的多式联运路径优化数学规划模型.考虑到模型求解的复杂度,设计了一种遗传算法,并根据模型最优解的特点减少了搜索空间.最后通过算例对方法进行了验证.     

罐式危化品多式联运调度模型研究

随着我国危化品需求的快速增长,危化品运输事故也越频繁。为了降低危化品运输风险,保障运输安全,本文尝试将以罐式集装箱为载体的危化品调度问题与多式联运结合起来,建立了带时间约束的成本和风险最小的多目标规划模型。在此基础上,利用二维欧氏距离客观赋值的模糊算法求解模型。结合算例验证,将多式联运应用到危化品调度问题有利于降低风险,确保调度的安全性。同时,该方法能在风险可控的范围内,实现调度成本的最小化。     

循环取货带有时间窗约束的入库道口车辆调度

研究了循环取货模式下带有时间窗约束的入库道口车辆调度问题,为使车辆运输成本和取货时间成本、卸货时间成本最小,建立混合整数规划数学模型,设计了两阶段算法求解模型,第一阶段产生满足容量约束的较好初始解,第二阶段通过发车时间与路径同时编码的模拟退火算法进行求解,根据某汽车制造商循环取货的实际运作情况,构造算例并验证了该模型和算法的有效性。结论表明,制造商处的道口限制对循环取货发车时间与路径调度有较大影响,同时对发车时间和路径进行调度更有利于降低循环取货的运输费用。     

应用改进蚁群算法求解柔性作业车间调度问题

将蚁群算法信息素更新规则进行改进,规定只有产生至今最优解的蚂蚁才能释放信息素,且只更新全局信息素,减少了传统蚁群算法的时间复杂度,提高了问题的求解效率。分析了柔性作业车间调度的特点,选取三个性能指标作为求解目标,设定其求解优先级,并建立相应的调度模型。将改进蚁群算法应用于柔性作业车间调度算例的求解,与其它算法比较,平均解有很大提高,表明了该算法求解柔性作业车间调度问题的有效性。     

集装箱车辆调度问题的变邻域禁忌搜索算法

研究一类带工作时间约束的集装箱专用车辆调度问题的混合禁忌搜索算法.此问题可分解为车辆路线设定和车辆分配两个组合优化问题,但是两个问题的分开求解最优解的组合却并不一定是总问题的最优解.首先对问题给出数学描述,之后通过引入一个变邻域搜索策略,提出一个解决该问题的混合禁忌搜索算法.该算法使用两行向量进行编码,采用随机扩大禁忌步长,并设计三种邻域变换定义,采用变邻域策略来扩大搜索空间.最后通过对6个不同规模算例求解验证该算法在解决此类问题的有效性.     

考虑作业效率差异的同类岸桥作业调度优化

针对集装箱港口岸桥调度过程中,岸桥具有作业效率差异的特点,将其视为同类平行机调度问题,同时结合岸桥作业不可相互穿越与安全距离等特有约束,建立了更加符合实际的岸桥作业调度混合整数规划模型,其优化目标是最小化装卸作业的最大完工时间。针对问题的NP-hard特性,设计了求解模型的遗传算法,对算法搜索空间进行了讨论,并推导了问题的下界。最后,通过实验算例验证了模型与算法的有效性。     

易腐食品二级供应链生产调度与配送路线的协同优化

研究了一类生命周期服从负指数分布的易腐食品,综合考虑配送的软时窗约束以及需求和运输时间的随机性,以供应链整体利润最大化为目标,建立了生产商-零售商二级供应链模式下易腐食品生产调度与配送路线协同优化的数学模型。设计了改进的遗传算法和随机模拟技术相结合的混合智能算法求解模型。最后以某餐饮服务公司的生产调度和配送路线的协同优化问题为例,并基于Solomon算例数据设计了不同规模的测试算例对模型和算法的有效性进行了验证。     

求解Job—Shop约束满足问题的变量排序算法比较研究

针对约束满足求解技术中的变量排序,提出了量化Job-Shop调度问题特征的5项指标和相关参数.分别从约束连通度、变量约束偏差、约束紧度、规模及资源利用率偏差等角度设计异构算例对现有典型变量排序算法进行比较分析,实验结果明确了算法效果与问题特征之间的相对适应度,可为构造更有效的搜索策略提供参考.     

基于混合整数规划的工厂产品托盘打包及装箱问题研究

目的 针对工厂产品的托盘打包及装箱问题,提出一种优化产品在托盘上的布局以及托盘与产品整体在集装箱中的布局方法,以最大化集装箱的空间利用。方法 在满足现实约束的条件下,以最大化产品装载体积为目标建立混合整数规划模型。考虑问题的复杂性,本文将所研究的问题分解为2个子问题,并建立两阶段装载模型进行求解。第1阶段,建立二维集装箱装载模型,确定多种托盘类型在集装箱底面的平面布局;第2阶段,建立三维托盘装载模型,确定产品在托盘上的立体布局。鉴于精确求解该问题耗时较大,本文针对2个子问题设计两阶段启发式算法求解。为验证模型及算法的有效性,采用2组不同规模大小的算例进行测试。结果 算例结果表明,在小、大2种规模算例中,装载率平均差值分别为0和-0.5%,计算时间相差较大,本文提出的模型及算法在合理的时间内获得了最优解或近似最优解。结论 本研究能够为工厂产品的托盘打包及装箱提供快速高效的解决方案。     

带时间窗口的自动化混流生产线调度方法

研究了一类带时间窗口的自动化混流生产线调度问题,其中包括工件排序和机器人搬运作业排序两类问题.在对问题进行系统分析的基础上,考虑处理时间窗口约束、机器人搬运能力约束和工作站能力约束,使用混合整数规划方法建立了此类问题的通用数学模型,并采用CPLEX软件求解模型,以印刷电路板电镀生产线为实例并通过随机算例验证该方法的有效性.     

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。     

交货量不确定下装备制造企业绿色供应商选择

基于绿色供应链理念,针对交货数量不确定条件下装备制造企业的绿色供应商选择与订货量分配问题,以采购成本、环境效益及产品拖期程度为准则,构建了考虑生产物料齐套要求和最小加工批量约束的随机整数规划模型;借助引入的二进制变量,将模糊的随机整数规划模型转化为清晰的多目标混合整数规划模型;进而结合缩小求解空间的思想,运用两阶段启发式算法对所建模型进行求解。算例验证结果表明,将随机整数规划模型应用于装备制造业绿色供应商选择具有较强的可行性和有效性。     

多资源车间调度问题的研究

为了更好地适应现代制造企业调度的实际需求,针对机器人在制造企业的广泛应用以及人力资源的重要作用,提出了基于设备、人员和机器人的多资源调度问题。以零件交货不满足时间窗的惩罚成本、所需设备和机器人的运作成本以及操作人员的工资成本最小为目标,构建0-1整数规划数学模型。针对调度模型的复杂性及特征,提出了改进遗传算法进行模型的求解验证,通过7个不同规模算例的求解分析,证明了模型和算法的有效性。     

基于线性规划的电力系统经济分配新方法

在求解电力系统经济分配问题时,常用凸二次函数或线性函数表示火电机组的煤耗成本。分段线性函数可以更精确地描述机组煤耗成本,但在求解时不便于使用。为提高经济分配问题的模型精度和解质量,本文直接采用分段线性凸函数形式的煤耗成本模型;其次,在备用约束的处理方面,通过分析机组实际可提供备用与机组实际出力之间非线性函数关系,在不引入新约束的前提下直接处理备用约束;最后,基于理论分析将模型成功转化为线性规划问题进行求解,提出了两种求解方法:凸组合系数法和功率增量法。新模型和相应算法在模型精度和解质量方面的性能均有提高,实际系统的算例测试也验证了相关方法的有效性。     

考虑任务拆分特性与簇准备时间的并行机调度

在印制电路板钻孔任务调度等工程实际中,普遍存在一类具有任务拆分特性与簇准备时间的并行机调度问题,尚缺乏高效的优化模型和方法。针对该问题,首先建立以总拖期最小为目标的数学模型,以约束的形式将两个现有优势定理嵌入其中。为了高效求解实际规模问题,进一步提出嵌入优势定理的模拟退火算法。最后,基于随机生成的算例构造计算实验,以验证所建模型和算法的有效性。实验结果表明,嵌入优势定理的数学模型在问题求解规模和计算效率方面均优于现有数学模型,嵌入优势定理的模拟退火算法同样优于现有模拟退火算法。     

考虑电量消耗的车辆调度优化研究

基于电动汽车电量消耗特性,考虑电动车里程、载重、顾客服务时间窗等约束,建立以配送总成本最小为目标的电动车调度优化问题模型;利用自然数编码的遗传算法,求解出电动车的配送路线以及车辆的充电计划,再结合枚举法,在配送中心运营时间内以10 min为时间间隔,计算出配送车辆惩罚成本最小时的最优发车时刻。最后结合算例,验证该模型和方法的有效性、正确性。     

智能约束层阻尼结构动力学建模及振动主动控制研究

基于耗散坐标与GHM(Golla-Hughes-Mctavish)模型建立智能约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型,并研究智能约束层悬臂梁结构的振动主动控制。针对结构模型自由度过高问题,分别在物理空间和模态空间对结构模型进行联合降阶处理。先通过具体算例验证了该研究建模方法的正确性,然后比较研究了压电片和黏弹性层铺设位置对系统振动控制效果和控制成本的影响。最后验证了结构简化模型的普遍适用性。研究结果显示,在控制器反馈增益相同的条件下,压电片和黏弹性层的位置越靠近固定端,系统控制效果越好,控制成本越小。简化的模型对含有噪声的输入信号也有较好的控制效果。     

基于Kriging代理模型的拉压不同模量平面问题的近似求解

该文建议采用Kriging代理模型数值求解拉压不同模量平面问题。通过本构方程光滑化、有限元法及拉丁超立方采样技术,对拉压不同模量桁架与二维平面问题,给出了基于Kriging模型的近似数值解,以代理基于有限元的数值解,并探讨了样本点数目和问题规模对所建Kriging近似模型求解精度/效率的影响。数值算例表明:所提方法可为求解拉压不同模量平面问题提供精度合理的近似数值解。当问题规模较大且正问题需要多次求解时,该方法有望显著减少计算时间,这对于降低拉压不同模量反问题与优化问题的计算开销十分重要。     

基于分支定价算法的多时间窗家庭医护人员调度问题研究

为了减少医护人员调度成本，提高客户满意度，研究了家庭医疗护理人员调度问题。考虑客户具有多个可接受服务的时间窗，并对不同时间窗具有不同偏好的特性，建立以总运营成本最小、满意度最大为目标的数学模型。基于Dantzig-Wolfe分解原理将所建模型重构为集合划分主问题和含多时间窗的最短路径子问题模型。运用将列生成嵌入分支定界框架中的分支定价算法对问题求解，并根据多时间窗的问题特性设计了快速获得初始解的随机贪心算法和求解子问题的改进标签算法。对50组算例进行测试，将所提出的算法与CPLEX对比，验证了算法的有效性。最后比较单时间窗和多时间窗算例结果发现，客户提供多个可接受服务的时间窗能有效降低调度成本。