基于GA_GSQP算法的设备维修计划优化模型

维修工作是提高设备可靠性、保证设备正常运行的有效措施,本文建立了维修费用约束下可靠性最大的预维修计划优化模型.该模型以平均可靠性为优化目标,考虑了维修费用、维修间隔、设备运行总时间等约束.本文建立的模型为一般非线性优化问题,设计了基于全局序列二次规划方法(global sequential quadratic programming,GSQP)的改进遗传算法(GA_GSQP)进行求解.最后,在算例中以GSQP算法、遗传算法和禁忌搜索算法的优化结果作比较,分析了所设计的GA_GSQP遗传算法的优化效果.     

卫星地面站资源调度优化模型及启发式算法

针对涉及合理确定各地面站各类设备的数量及其分布,对设备进行最优调度,提高地面系统资源利用率等卫星地面站资源优化问题,建立了一种非线性泛函优化模型,并根据实际,在适当假设的基础上建立了系统的0-1规划模型。为了求解模型,提出基于地面站资源冲突消解策略,提出了一种启发式调度算法。利用该算法,研究了一个5站10星问题的调度方案,并与人工经验调度方案进行了比较。结果表明,采用这种启发式调度算法,卫星获得服务的时间增加,平均每天服务总圈数没有明显下降,说明该算法是有效的。     

基于优化资源流约束的模具多项目反应调度算法

针对模具多项目执行过程中由于任务拖期而导致的调度计划变更,提出了一种基于优化的资源流约束的反应调度算法. 首先利用基于优先规则的微粒群算法构建一个项目加权工期之和最小的初始调度计划,采用启发式算法建立并优化初始调度计划的资源流网络,并将关键链技术与资源流网络相结合,对初始调度计划进行合理的时间缓冲设置. 然后建立了以调度计划扰动费用最小为优化目标的反应调度模型,并用基于优先规则的微粒群算法进行求解. 最后,通过仿真计算分析了算法的可行性与可靠性,结果表明该反应调度算法在模具多项目动态调度中具有一定的应用价值.     

混合Jobshop炼钢-连铸重调度方法及其应用

炼钢-连铸生产过程中加工设备起、停时间经常会出现严重延迟,导致调度计划不可行. 目前人工调整,存在响应速度慢和调整结果不优化的问题. 对炼钢-连铸混合Jobshop重调度问题进行了分析,提出了正在作业炉次已分配设备不变的重调度方法. 并提出了求解策略,将原调度分解为两个子调度问题. 引入炉次操作状态参数β,建立了正在作业炉次的时间修正模型,构造了启发式方法进行求解.对于未作业炉次,建立了多目标非线性0-1 整数规划模型,构造了并行逆推启发式算法进行设备指派,采用线性规划求解各操作的开工时间.基于上述方法开发了动态调度软件应用于国内某大型钢铁企业,在缩短动态调度时间、减少钢水冗余等待时间方面取得了显著成效.     

基于机会约束的手术计划随机模型与算法

本文研究多服务台手术计划调度问题,考虑手术时间的不确定性,提出手术室加班时间的机会约束,以一定的概率保证病人的手术时间不超过手术室的开放时间,建立随机优化机会约束手术计划调度模型,确定手术室的开放和分配决策.基于手术时间离散的概率情景,引入0-1变量转化机会约束,得到了0-1整数线性规划的等价模型.为了提高模型的求解效率,提出两类有效不等式,并设计最长路径算法分离第二类有效不等式,利用分支切割方法进行模型求解.算例分析,基于北京某医院的实际数据,验证算法的有效性,确定最优的手术计划调度方案,有效地优化配置手术室资源.     

战时装备维修任务调度的两种新算法

针对基于最大保障时间的战时维修任务调度问题,建立了以维修效益最大为目标的调度模型,并给出了两种模型求解算法。算法1以最大保障时间和维修效益作为维修任务的优先级设计参数,充分考虑了维修任务的紧迫性与价值;算法2进一步考虑维修小组的可维修装备数量,使得各小组的维修负载更加均衡。利用该方法,在满足作战单元最大保障时间的前提下,可使得装备维修效益最大,有效地解决了战时维修任务的调度问题。     

一类有动态时间窗的并行多机启发式调度算法

航班过站服务中的货邮装卸作业调度是一类有时间窗和作业调整时间的多目标多设备并行作业动态排序问题，其特点是作业时间窗和服务作业时间动态变化。在分析区别于一般制造业生产作业排序特点的基础上，建立了服务作业的调度模型．提出了设备能力差的概念．给出一个考虑不同设备加工能力的启发式分配法。当时间窗或服务时间发生变化时，算法只需要修改判断矩阵中的一行或一列数据，而对算法运行的效率没有影响。算例分析显示，能力差分配算法在减少航班延误数量、时间压设备生产能力平衡上均优于目前使用的先到先服务和最小负荷调度的混合算法。     

基于随机系数增长模型的状态维修与EPQ联合优化

针对生产和维修计划共享生产设备的问题,建立了经济生产批量和设备状态监测维修的联合优化模型.运用随机系数增长模型描述设备的退化状态,每完成一个生产批量就对设备进行状态监测.监测到的设备状态由设备的实际状态和监测误差构成,当监测状态达到或超过预防性维修阈值时,需要对设备进行预防性维修并更新,当实际状态达到故障阈值时,设备故障停机,需对设备进行故障维修并更新.基于两种更新情况,建立了更新周期内的费用和周期长度模型,并进一步运用更新回报定理建立了单位时间期望费用模型,通过对模型进行优化,可得到预防性更新状态阈值和每个批量的生产时间两个决策变量的最优取值.最后,通过国内某钢厂轧钢设备的数据资料对模型进行了数值分析,分析结果和实际情况相符合.     

一种考虑装备维修流程的多维修任务调度

快速、有效地进行武器装备维修任务调度可减少故障装备在维修系统的逗留时间,对提高部队的战斗力具有重要意义。通过综合分析战时维修调度问题,给出了一般装备维修调度问题的数学描述,建立了一种考虑维修流程的多单元维修任务调度模型,并给出了相应的模型求解方法。实例表明该方法有效地解决了战时维修任务调度问题。     

基于IP-ACO算法的航天器测控资源调度技术

采用多目标蚁群优化算法对航天器测控资源调度问题进行研究。在分析中低轨道航天器测控特点的基础上,综合考虑包括测控时间窗口约束和设备切换时间约束在内的多类复杂约束条件,建立多目标航天器测控资源调度模型。在Pareto蚁群优化算法的基础上,引入蚁群社会中的分工协作思想并构建测控任务时间约束有向图,设计基于任务选择期望的状态转移规则和基于自适应网格技术的权重更新策略,从而提高算法求解性能。仿真实验结果表明该方法能有效解决多目标航天器测控资源调度问题。     

集装箱码头集卡配置优化的闭合排队网络模型

以集装箱码头同贝同步装卸作业为研究对象,以提高码头作业效率、提升服务能力为目标,研究码头内部集卡数量配置优化问题.将码头作业系统视为服务网络,构建码头同贝同步装卸作业的闭合排队网络模型,刻画集卡在各个环节的作业过程,分析不同设备配置下码头作业系统服务能力,揭示制约码头整体作业效率关键环节.以码头作业成本最小为目标,考虑集卡在各个环节的排队等待时间及设备利用率,建立了基于同贝同步装卸作业的集卡数量优化模型,并设计算法对模型进行求解.本研究从服务网络角度揭示了码头作业效率与岸桥、集卡、场桥配置的关系,为码头设备调度与服务流程设计提供了依据.     

基于能源区块链的综合能源系统调度优化模型及其应用

综合能源服务是在能源互联网背景下产生的新型能源服务模式，在综合能源服务系统中产销主体众多，能源生产消费多元化，针对综合能源系统调度过程中存在的信息安全及损耗问题，提出基于能源区块链的综合能源服务调度优化模型。利用区块链技术的去中心化、可信任和交易透明化的特性，构建基于区块链的综合能源服务网络架构；以系统经济效益及环保效益最大化为目标建立调度优化模型，有效降低系统运营成本，使得经济效益和环保效益得到较大提升。案例分析表明：能源区块链技术能够提高综合能源系统的安全性，保证相关数据不可篡改；同时，构建的综合能源服务调度优化模型能够为综合能源系统运营管理及调度优化问题提供决策支持与理论支撑。     

分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法

分布式车间生产调度是企业实现高效生产的一个核心问题,而预防性维修作为保证车间设备安全性和可靠性的重要手段,应纳入生产决策的范围.针对设备维修导致的生产延迟问题,提出了一种辅助校正的仿真优化方法,建立了联合生产和预防性维修调度问题的数学模型和仿真模型,将基于序列交换的遗传算法与仿真校正的优化方法相结合,形成了快速仿真优化...     

无维护下极低使用占空比装备贮存使用阶段备件配置优化

针对当前舰艇装备备件配置均按常用装备、未考虑极低使用占空比装备不工作期间失效的不合理情况,对极低使用占空比装备不使用期间因部件故障对任务期间备件配置影响展开了研究。通过引入虚拟站点,将装备不使用期间等效转换为装备使用期间的状态,以装备可靠度为指标,建立了任务期间装备贮存使用的可靠度模型。以装备可靠度为约束,基于边际优化算法建立了舰艇装备备件配置优化模型;并依据备件保障流程,基于蒙特卡罗方法搭建了仿真模型。通过案例分析可知:对于极低使用占空比装备,考虑装备不使用期间部件失效的备件比不考虑装备贮存失效的备件要多,且模型的正确性通过仿真方法得到验证。模型可为舰艇上极少使用、长期贮存的装备制定备件方案提供参考。     

基于重要度评估和IMPGA的航空保障装备型谱规划

针对目前航空保障装备通用化和系列化程度低等问题,提出了基于重要度评估和改进多种群遗传算法(improved multi-population genetic algorithm,IMPGA)的型谱规划方法。该方法将专家知识体系和群体智能体系相融合,首先建立航空保障装备型谱重要度评估指标体系,然后采用结合熵权和灰色群组聚类的组合赋权模型,并将综合评估值视为型谱优先级排序实现型谱规划初步筛选,最后基于IMPGA将型谱重要度综合评估值与优化费用之比作为适应度进行各项遗传操作,在多次迭代中实现重要度综合评估值高和费用可控的型谱优化方案求解。通过型谱规划实例验证了该方法的有效性。     

基于遗传算法的维修装备功能规划

考虑武器装备在不同场合下故障率不同的实际,研究将武器装备对应的维修装置分配到维修装备以形成维修装备体系的最优化问题,提出了基于主用场合的维修装备功能规划模型,并运用遗传算法进行模型求解研究。首先从维修装备配置种类、故障率差异和维修装置体积三方面分析了维修装备功能规划考虑的问题,建立了以维修装备主用场合故障率和最大为目标的维修装备功能指派模型;进而在证明主用场合故障率和最优值定理的基础上,建立遗传算法适应度函数,求解维修装备种类数量,确定遗传算法初始数值取值范围,并进行了遗传操作选择研究;最后运用Matlab软件进行了40维修装置7场合维修装备规划实例求解,实例证明提出的模型科学合理,求解方法方便高效。     

基于规则导向的柔性作业车间多目标动态调度算法

设计了一种具有柔性资源约束的多目标集成优化方法,建立了包括最小完工时间、最小生产成本、最大设备利用率、最大交货满意度和最优人工分配在内的多目标组合优化模型;为降低模型的复杂度,抑制组合优化模型的状态爆炸效应,采用规则导向的资源调度思想,通过调整规则概率使概率大的规则被优先选中,从而"推动"搜索过程向预期目标方向移动;采用改进的非支配排序遗传算法—NSGA-Ⅱ获得不同规则概率值的Pareto解集,并结合动态规划法求解最优人员分配方案;仿真对比与算例验证,本文算法可以有效解决柔性作业车间多目标调度优化问题.     

基于杀伤网评估的装备组合多目标优化

杀伤网作为众多新型作战理念中均有涉及的概念,将替代杀伤链成为新型作战方式下战斗力生成的主要模式。本文基于杀伤网的评估,对传统的装备组合问题进行多目标优化。首先,基于多层网络模型,构建杀伤网的网络化描述方法。其次,基于杀伤网的特点,构建3个评估指标:冗余性指标、风险性指标、敏捷性指标,并给出了3个评估指标的计算模型。然后,构建了基于杀伤网评估指标的装备组合规划模型,并给出了基于启发式算法的装备组合多目标优化方法。最后，进行示例研究,通过评估两种具有不同装备组成和网络结构的杀伤网,对比其优劣,然后针对第一种包含无人装备的杀伤网进行装备组合优化,分别验证了评估模型的合理性以及优化模型的有效性。     

反导预警作战资源调度方法

针对反导预警作战中多部预警资源协同探测多批弹道导弹目标的问题,根据反导预警作战资源调度的特点,提出了反导预警作战任务分解策略,并以调度效益、交接次数和资源负载均衡度为目标建立了多目标优化模型。通过重新设计粒子编码方式以及对重新定义粒子群优化算法中的位置更新公式,使其适用于求解离散变量优化问题。针对粒子群优化算法容易过早收敛的缺点,在进行局部搜索时使用变邻域搜索算法,从而增强算法的寻优能力。通过仿真实验验证,将两种算法相结合能够快速有效地解决反导预警作战资源调度问题。