基于遗传算法的MES热轧型钢生产计划调度系统的研究

针对热轧型钢企业生产计划调度的约束复杂、易延误交货期、寻求最优解困难等问题,提出生产计划调度系统的结构功能设计方案,选用改进的批决策批调度策略建立计划调度模型,并利用遗传算法求解生产调度计划。以某热轧型钢企业设计实现的制造执行系统为依托,研究生产计划调度系统的执行情况,通过不同的订单数据以及不同的计划编制方法进行模拟计算和结果比较,验证了该改进型批决策与批调度模型的解可降低设备调度、节省生产时间、减少交货延误,以此来指导热轧型钢的生产可切实提高企业生产效率。     

基于改进型遗传算法的热轧生产计划调度系统

针对热轧型钢生产计划编制的约束条件复杂、易延误交货期、不易寻求最优解等问题,采用面向可拆分订单的批策略思想建立了新的生产计划模型,并针对新模型改进了遗传算法,提出了拆分染色体遗传算法.结合某钢铁企业实例,在建立基于批决策与批调度热轧数学模型、列举实际生产约束条件之后,阐明了此种新算法的应用过程,并且通过不同的订单数据进行模拟计算和结果比较,证明了该模型及算法得出的生产计划可节省生产时间、降低设备调度、减少交货延误,以此来指导热轧型钢的生产,可切实提高企业利润率.     

产品零部件受限的生产调度决策模型的分析

基于生产调度的自动化网络的需要研究了产品零部件受限的生产调度决策系统模型。首先,根据企业生产的结构,设计了一个信息采集传输系统;然后根据这些传输的信息征兆给出了产品的生产的迫切性、零部件加工顺序的重要性以及零部件库存对于产品数量的影响大小的参数模型结构并进行了分析;接着在此基础上利用加权算法得到了企业产品的可生产性度量模型,设计了零部件受限的生产调度决策系统流程图;最后根据流程图给出了相应的生产调度决策模型的算法。这个系统的运行情况表明,这个系统设计是有效的,和传统的生产调度决策模型相比有比较明显的优势。     

最小化碳排放的可持续机器调度问题

针对单机器生产系统、允许在生产间歇开关机器的可持续调度问题,以最小化碳排放为目标建立数学规划模型,同时对机器的开关机和产品的生产计划进行决策.利用动态规划算法对模型进行求解分析,提出阶段决策最优性条件,并给出精确算法.通过模拟算例和企业案例的计算分析表明,利用所提出的可持续调度方法可以显著减少生产过程中的碳排放.     

考虑设备随机故障的装备维修作业调度方法

装备维修过程中,维修设备随机故障这一不确定因素易对正常的维修计划造成影响。为了优化制定维修设备随机故障条件下的维修作业调度决策方案,依据维修设备的故障特点,提出一种基于组合调度策略的维修作业调度方法。调度方法兼顾完成时间与鲁棒性两方面目标,通过调度优化模型生成调度决策方案,并采用一种组合调度策略进行方案调整以改善决策方案的鲁棒性。通过随机故障事件模拟实验与分析,验证了调度方法能有效地减少设备随机故障造成的工序延误。     

商品混凝土生产与配送集成调度系统

讨论了商品混凝土企业在日常生产活动中关于生产计划和配送计划安排时所遇到的时间冲突和资源冲突等一系列问题的现象和产生的原因,详细分析了泵送设备和砼车在服务过程中的时间特点,并根据一种生产与配送集成的模式提出了解决问题的原则和方法,设计了一套商品混凝土生产与配送集成调度系统。这套系统应用到实际生产中,可以使企业管理者方便灵活地进行生产计划与配送计划的编排和调整,从而提高生产效率和设备利用率。     

炼钢—连铸生产过程运输设备天车调度方法

炼钢-连铸生产过程中,生产设备的调度计划的编制上采用了人工估计的运输时间参数,而实际运输设备天车常常不能及时到位,使得编制好的生产设备调度计划不能被很好地执行,造成时间扰动频发,导致生产设备调度计划延误,甚至整炉钢水被迫报废.针对中国宝钢一炼钢厂的天车调度问题,建立了考虑生产设备调度计划约束的运输设备天车调度模型.设计了天车冲突解消策略,提出了启发式天车调度方法,采用模糊综合评价方法对天车调度结果进行评价分析,并开发了相应的调度软件系统.通过实际生产数据进行了工业验证.     

混合算法在钢构企业生产调度系统中的应用

针对钢构企业生产调度约束复杂、寻优困难等问题,提出了多目标生产调度的生产调度模型,并利用蚁群遗传混合算法求解生产调度计划。以某钢结构企业设计实现的生产管理系统为依托,研究了生产调度系统的执行情况,通过不同方法进行模拟计算和比较,验证了该多目标生产调度模型的解可节省生产时间,从而指导钢结构生产以提高效率。     

复杂生产过程计划调度级联模型在选矿MES中的应用研究

针对大型选矿生产线运行和管理特点,分析了选矿企业生产成本、原矿处理量、精矿品位、金属回收率等综合生产指标在计划层、执行层和控制层间的交互关系;说明了选矿企业计划调度主要特征是将综合指标逐层分解优化为日生产线指标的思想;建立了在保证产品质量合格前提下总成本最小为目标和在保证合理精矿品位的前提下,以减小精矿库存、最大限度地满足设备生产能力为目标的计划与调度两阶段级联优化模型;提出了决策选矿生产线日原矿处理量和精矿品位与尾矿品位等生产指标的生产计划调度优化方法,并应用于某选矿企业制造执行系统(Manufacturing execution system, MES),取得显著应用成效.     

炼钢-连铸生产计划调度系统开发

针对炼钢-连铸生产以及钢厂现有信息化系统的特点,开发了面向钢厂MES的炼钢-连铸生产计划调度系统。系统通过与MES的数据接口收集生产作业计划、调度和生产运行实绩相关信息;设计和构建系统关系数据库,将通过MES接收的自ERP系统下达的生产批量计划和来自过程信息系统的实时生产状态信息分类集成并显示;设计基于生产过程信息的扰动自动识别和人工扰动自主设置的调度触发机制,按分类扰动处理机制进行重计划和重调度,调用智能优化算法编制生产作业计划,确定可行的生产调度方案,实现对调度方案的物流和工位的多种可视化表达方式;重计划和重调度信息可反馈至MES信息系统,为调度人员提供决策参考。通过在钢厂的在线测试表明,该系统可以满足实际生产需要,通过辅助调度决策可提高调度员决策的科学性和调度水平,提升和充分发挥MES的性能。     

染缸排产建模及滑动时间窗启发式调度算法

针对染缸排产问题约束复杂、任务规模大、排产效率要求高的特点,为了提高问题模型和算法在实际场景中的适用性,建立了染缸排产增量调度模型,提出了滑动时间窗启发式调度（STWS）算法。该算法以最小化延误代价、洗缸成本、染缸切换成本为优化目标,使用启发式调度规则,按照优先级顺序调度产品;对于每个产品的调度,先用动态拼缸算法和拆缸算法进行批次划分,然后调用批次最佳排序算法调度批次。使用某染纱企业车间实际生产数据仿真调度,所提算法可在10 s内完成月度计划的调度。相对于人工排产方式,所提算法提高了排产效率,显著优化了三个目标,在增量调度中洗缸成本和染缸切换成本也有明显优化。实验结果表明所提算法具有很好的调度能力。     

多节点流水线生产订单接受与调度一体化问题

为了使企业在选择订单时获取最大利润,避免产生惩罚损失,提出了一种流水线生产企业订单接受与调度一体化的决策方法。在该方法中,将订单接受与调度同时规划,建立了以利润最大化为目的,考虑拖期惩罚的决策模型。提出一种新的基于模拟退火过程的启发式求解算法来求解该模型,实例验证了算法的有效性。     

基于模型的子空间聚类与时间段蚁群算法的合同生产批量调度方法

针对目前冷轧薄板厂生产流程复杂、大量的多品种小批量合同并线生产,导致难以制定生产计划的问题,本文提出了混合模型子空间聚类（Subspace clustering mixed model,SCMM）方法,以合同中待加工钢卷的宽度、冷轧机组的入口厚度、 出口厚度以及合同的交货期为约束,对待生产合同进行组批. 依据冷轧厂实际生产过程,将冷轧机组视为核心节点,考虑准时交货、 在制品库存和生产流向产能分配的要求,对组批后的生产合同建立全流程合同计划模型,并且利用提出的时间段蚁群算法（Time-section ant colony optimization,TSA）,制定合同计划.利用生产过程的实际数据测试,本文的方法优于人工排产,可以满足制定冷轧薄板全流程生产计划的要求.     

不确定条件下生产调度问题的三阶段决策方法

提出了一种可综合考虑多种不确定因素的生产调度问题三阶段决策方法. 首先分析了不确定条件下的生产调度的决策过程, 根据过程的特点将其分为基本调度、在线调整和补偿三个阶段; 对变量进行分类, 从而与3个阶段相对应; 分别建立了基于情景分析以及子问题最(近)优解的两种三阶段调度数学模型, 并给出了变量的处理方法和阶段性的模型求解方法, 来作为不同阶段的决策依据; 最后以化工批处理过程的短期调度为例, 说明了三阶段调度建模和决策过程的实现方法.     

打印参数可变模式下3D打印批调度问题研究

研究打印参数可变模式下3D打印批调度问题,旨在对打印任务随机到达的3D打印服务系统进行优化建模.考虑到工作台尺寸的限制以及打印参数层高对打印质量的影响,论文以各个任务队列长度作为系统联合状态,以任务组合以及打印参数层高作为系统的联合控制变量,以提高生产率、减少打印质量损失、节约电能为综合目标,将优化问题描述为半马尔科夫决策过程(SMDP),以便采用策略迭代算法、Q学习等算法求解系统最优调度策略.仿真结果表明,与层高参数固定模式以及先到先服务(FCFS)模式相比,本文求解的批调度策略能够有效提高生产性能.     

顺序依赖的调整时间和拖期的无缝钢管热轧批量调度算法

无缝钢管热轧生产存在一类特殊的顺序依赖机器调整时间,调整时间依赖于相邻轧制批量间的规格切换,与批量间规格呈线性函数关系.针对具有此类调整时间的热轧批量调度问题,进一步考虑交货期要求,探讨了调整时间与交货期之间的性质特征,并以最小化总机器调整时间和最小化总拖期为目标,基于进化算法框架设计了快速重排序邻域搜索多目标算法(f...     

卷烟生产计划排产模型建立与优化

为了对卷烟生产进行自动优化排产,构建出卷烟排产分层递阶优化流程,对流程的关键环节设计了自动优化模型;分别建立了带约束限制的卷烟多点生产任务分配和生产点详细排产数学模型。对两个模型分别设计了改进的遗传优化算法。对多点生产模型,提出了一种基于遗传算法-模式搜索法的任务分配优化算法,改善了单独使用遗传算法局部搜索能力差的缺陷;对详细排产最大完工时间数学模型,设计了相应的算法操作策略,将牌号优先规则、生产约束嵌入到遗传算法中,满足了实际生产限制。通过卷烟生产排产实例,验证了算法的有效性,给出了优化的卷烟精确排产计划,降低了卷烟生产总成本和库存,缩短了总生产流程时间,提高了设备效率。     

冷轧制造一体化自动排程系统设计及应用

以钢铁企业冷轧镀锡薄板生产一体化自动排程为案例,分析钢铁企业冷轧生产各工序的业务特点,设计并开发了冷轧生产自动排程系统。系统通过前后工序联合排程、计划生产时间实时更新、计划执行图形化展示、制造管理与生产过程控制纵向集成等关键技术,创新了生产排程和计划执行的工艺管控模式,降低了产品库存,缩短了合同交货期,提高了客户满意度。