Memetic算法在板坯排序中的应用

热轧带钢生产中的板坯排序是一种复杂的组合优化问题,可以归结为一个PCTSP问题。Memetic算法(种群全局搜索和启发式局部搜索的结合),被用来求解热轧板坯排序。考虑到热轧生产约束的特点,提出了一种初始解构造策略,并利用缩减3-opt邻域搜索算法进行局部优化。仿真结果表明了该算法的优化效果和时间效率都是令人满意的。     

缓冲区有限的流水车间调度问题的启发式算法

针对缓冲区有限的流水车间调度问题,分析了目标函数的特征,及目标函数与工件空闲时间之间的关系,设计开发了启发式算法。算法将以Makespan为目标函数转化成以最小化机器空闲时间为目标函数,并以此为基础构造初始加工序列,再通过贪婪排序与插入寻优消除缓冲区受限约束并寻找问题的近优解。仿真实验结果表明,算法在求解质量和计算时间方面明显优于其他几种排序规则,并体现了目标函数表达式结构的特性及对解的适应性。     

CLSP问题的周期调度方法及其PSO求解

采用分解思想考虑多阶段CLSP问题,从多阶段生产系统抽象出单阶段生产环节,提出以周期方式对该生产环节进行生产批量调度。在对CLSP周期调度问题进行描述和界定的基础上,建立了相应的数学模型,讨论了周期调度方法中的周期上界以及周期长度与物料批量大小之间的关系等性质,采用基于三层编码的粒子群优化算法进行问题求解。源于冷轧生产实际的计算实例表明周期方法能够大大降低问题的规模且所得设备调整费用比人工方法减少约16%。     

基于变邻域搜索的热轧圆钢批量调度多目标优化方法

针对热轧圆钢的批量调度问题,考虑实际生产中工艺规程和交货期对轧制单元连续加工的影响,建立了以最小化设备调整时间、拖期生产惩罚和钢种跳跃惩罚为优化目标的数学模型,并设计了一种嵌入EDD规则的变邻域搜索算法.算法首先结合模型的约束特征,采用约束满足技术生成初始解;根据实际生产需求,将最小化设备调整时间作为主要目标,设计变邻域搜索算法实现目标优化,其中,运用混合算子构造邻域结构和局部搜索,并引入模拟退火接受准则来控制迭代过程中产生的新解;同时,为了最小化拖期惩罚和钢种跳跃惩罚,在求解过程中嵌入了EDD规则以及钢种排序规则.实验结果表明,模型和算法是可行且有效的.     

基于聚类-约束满足算法的钢管入库优化决策模型

针对钢管入库优化决策问题,建立了问题的约束满足优化模型,并通过对垛高和钢管堆放规则的分析,提出了基于聚类和约束满足技术的两阶段求解算法.算法在第一阶段采用聚类的方式对待入库的钢管按照多重属性进行分组;在第二阶段利用约束满足技术对于每组钢管分别指派垛位及其在垛位上的具体位置,并通过约束传播动态缩减问题的搜索空间.最后将算法与经典的BFD （best fit deceasing）算法进行实验结果对比.实验结果表明,算法能够在保证倒垛次数最小的前提下,有效减少垛位数并具有良好的垛位利用率,模型及算法可行、有效.     

热轧带钢批量计划分解算法

针对热轧带钢批量计划问题,提出基于模糊聚类和约束规划的多目标优化分解算法。算法利用模糊C均值聚类将一个轧制单元的板坯划分为若干簇,采用约束规划求解簇内板坯顺序和簇间顺序,合成各簇的解得到轧制单元批量计划。基于生产实际数据和随机数据的实验结果表明算法具有满意的计算效率和效果。     

炼钢-连铸-热轧批量计划的约束满足算法

为解决轧制计划编制问题,研究了炼钢-连铸-热轧一体化生产批量计划,提出了基于约束满足的启发式算法.根据炼钢-连铸阶段批量计划约束条件,从轧制计划中提炼出炉次计划和浇次计划,同时提出启发式算法求解.在两个启发式算法的基础上,运用基于参数控制的策略,编制出前后工序协调一致的一体化批量计划.数据实验结果表明了该方法及算法的有效性.     

连轧钢管生产中的三辊机架匹配的建模与遗传算法

在轧钢生产中,不同外径的钢管需要用具有相应加工直径的三辊机架来加工。而具有加工直径D的三辊机架可以通过对具有加工直径比D小的旧三辊机架的改造而获得。因此,对下一个计划周期的加工需求,需要通过改造获得所需要的三辊机架。以总加工量最小为目标,满足生产需求为约束,建立了一个整数规划模型。根据所建立的模型,开发了基于遗传算法的求解方法。数据试验表明了算法的有效性。     

热轧圆钢的轧制批量计划优化模型与算法

针对热轧圆钢的轧制批量计划编制问题,以热轧圆钢的需求为导向,综合考虑热轧和加热炉阶段的工艺要求,建立了以最小化钢坯余料浪费惩罚和相邻钢坯间跳跃惩罚为目标的数学模型,并基于约束满足技术设计求解算法.算法通过变量选择和值选择规则对待轧制钢坯进行选择、分组和序列生成操作;通过约束传播技术缩减搜索空间,并划分轧制单元;同时,将装箱启发式Best Fit Decreasing (BFD)嵌入到算法中,以优化钢坯余料浪费惩罚和钢坯属性跳跃惩罚.基于实际生产数据的仿真实验表明了模型和算法的可行性和有效性.     

生产调度系统中的XML通讯模型及实现

在分析Web环境下生产调度系统体系结构的基础上,建立了基于XML(Extensible Markup Language)的生产调度系统的通讯模型,设计了基于SOAP(Simple Object Access Protocol)协议的XML引擎、XML请求分发处理中的安全过滤器、请求分发处理器中的对象定义和交互过程,并探讨了将该模型用于实际生产调度系统中的实现技术.