带搬运时间的批量生产制造系统生产作业计划方法

为给考虑搬运时间的批量生产制造系统中的同类型工件制定生产作业计划,对批量工件的加工与搬运时间、搬运车辆调度和工件移动方式决策等问题进行深入研究.构建同类型批量工件在不同移动方式中的加工与搬运时间模型并设计相应的计算流程图.建立基于生产周期和搬运车辆总投入数量两个决策目标的工件移动方式决策模型.研究结果表明:本研究可有效选择工件移动方式,可为考虑搬运时间的同类型批量工件制定精确的生产作业计划,并可对搬运车辆进行合理调度.     

随机机器故障下单机预测调度方法

研究可能遭遇机器故障的工件动态到达的单机总加权拖期生产调度问题. 基于一定概率分布对机器故障的预测描述, 预测调度方法可以用插入时间冗余的方法使初始调度方案具有一定的抗干扰能力, 对未来的故障扰动有一定预测性, 使未来实现调度与预测调度尽量保持一致性, 预测性度量定义为实现调度与预测调度间各工件完工时间的绝对偏离加权和. 提出了一种带空闲时间阈值的预测调度方法, 基于工件动态到达的特点, 充分利用初始调度中的空闲时间, 通过空闲时间阈值灵活控制空闲时间的插入与否. 大量的仿真实验结果表明,与已有方法相比, 采用该方法得到的预测调度对随机机器故障的预测能力更高,同时保持了好的调度性能.     

基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度

针对工件到达时间与加工时间不确定，且存在紧急工件的并行机开放车间调度问题，以TWC(total weighted completion time)与TWT(total weighted tardiness)为优化目标，设计了一种集成FlexSim仿真模型与NSGA-Ⅱ算法的自适应动态调度方法。该方法以FlexSim模型仿真工件的生成和加工为基础，根据车间实时负荷确定动态调度周期，对紧急工件进行右移重调度，利用NSGA-Ⅱ算法生成双目标优化的调度方案。某晶粒拣选车间生产数据的实验结果表明，相较于利用规则的实时动态调度与固定周期重调度，提出的方法能够在最小化调度偏离度的同时获得满意解。     

平顺移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的多目标流水车间批量调度

对平行顺序移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的多目标流水车间批量调度问题展开研究.构建以加工制造设备总停机次数、批量工件生产周期以及搬运批量工件的总次数为决策目标的基于分层序列法的多目标决策模型,利用该模型可确定批量工件的最优加工排序方案.建立平行顺序移动模式的加工与调整时间模型,该模型是求解生产周期的基础,也是为批量工件的最优调度方案制定生产作业计划的依据.提出并设计平行顺序移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的禁忌搜索算法对问题进行求解.研究结果表明:本研究可为平顺移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的批量生产流水车间选出批量工件的最优调度方案,同时可为批量工件的加工和加工制造设备的调整制定精确的生产作业计划.     

局内封闭式车辆调度问题及其竞争策略

基于k-卡车问题和局内运输问题,提出了具有时间窗的局内封闭式车辆调度问题,建立了相关的模型,研究了当车辆数为1时该问题的竞争分析的有关结果,给出了三种不同的竞争策略,得到了相应的竞争比,并进行了理论证明.     

带有限缓冲区的知识化制造单元无死锁调度

鉴于制造系统无死锁随机调度问题研究的缺乏,在加工时间、工件到达以及产品需求到达均为随机的生产环境下,研究了带有限缓冲区的知识化制造单元无死锁随机调度问题.针对自动机对定量指标描述能力的不足,首先给出了一种费用自动机概念.在同时考虑工件加工、库存以及缺货费用的情况下,采用无限时域折扣准则下马尔可夫链建立了单元的费用目标函数,通过一致化技术对目标函数进行离散化处理,得到目标函数的随机动态规划模型,分析并证明了单元最优目标值函数的性质.为了克服离散状态空间组合所产生的维数灾问题,提出了一种基于仿真和函数逼近的启发式近似动态规划算法对模型进行求解.在上述研究基础上,构建了一种单元无死锁随机调度策略,以保证单元安全高效地运行.最后,通过实例研究对无死锁调度策略进行了验证.     

基于粒子群算法的多目标车辆调度模型求解

车辆调度问题是具有复杂约束条件的组合优化问题,在理论上属NP-hard问题.考虑车辆数目最少和车辆运行时间最短,建立了具有时间约束的多目标车辆调度模型.并采用粒子群算法（PSO）求解车辆调度问题,以寻求最优车辆调度方案.在实例中通过运用粒子群算法和遗传算法进行比较分析,结果表明,PSO算法简单可行,在优化性能、收敛速度及鲁棒性等方面优于遗传算法,能较好地解决组合优化问题.     

带模糊时间依赖和时间窗口动态路径规划模型

提出一个实际环境的动态车辆路径规划和调度问题模型。根据实际观测的车辆行驶速度曲线,把服务周期划分成若干个时间段,每个时间段用随时间变化的模糊值函数表示,用模糊值函数积分确定车辆在路段的模糊行驶时间。由于车辆的行驶时间,抵达节点时间均为模糊数,是否满足节点时间窗口要求成为模糊数比较问题。为此,引入模糊数比较模型,得出两个模糊数的可能性关系,且在此型基础上建立了系统模型。经过模拟计算表明,该模型是有效的。     

不确定需求下基于分布式鲁棒机会约束的车辆调度问题研究

随着新能源汽车共享模式的迅速发展,允许异地还车导致车辆不均衡问题日益突出.本文考虑不确定的车辆需求,基于需求量的均值和方差等部分信息,最小化最坏情况下系统可用车辆和空闲停车位的机会约束,建立分布式鲁棒优化机会约束车辆调度模型,以总成本最小化为目标,得出模型的数学性质和易求解的等价形式,确定停车桩之间的车辆调度数量.最后,以北京市15个停车桩的车辆调度为例,确定最优的车辆调度方案.结果表明,随着服务水平的增加,调度成本和车辆调度数量增加明显,当服务水平增加到一定程度后,应增加系统的车辆数和停车位以满足服务水平的要求.决策者可根据自己的偏好及系统的服务要求,选择恰当的服务水平参数组合,以获得最优的车辆调度方案.     

考虑区间工时的多目标柔性作业车间节能调度

在综合考虑经济指标和环境因素基础上，研究了工件加工时间不确定的多目标柔性作业车间节能调度问题。将工件不确定加工时间描述为区间数，并以最小化最大区间完工时间、区间总能耗为目标构建区间柔性作业车间调度节能问题优化模型。同时，依据区间可能度的支配关系，设计了一种有效求解该问题的区间多目标进化算法。通过15组测试问题，分别对区间多目标进化算法、SPEA-II及NSGA-II进行仿真实验，并采用反转世代距离(inverse generation distance, IGD)和覆盖集测度(C测度)两种性能指标验证了所提算法的可行性和有效性。     

Scheduling jobs with general learning functions

This paper deals with single-machine scheduling problems with a more general learning effect based on sum-of-processing-time. In this study, sum-of-processing-time-based learning effect means that the processing time of a job is defined by a decreasing function of the total normal processing time of jobs that come before it in the sequence. Results show that even with the introduction of the sum-of-processing-time-based learning effect to job processing times, single-machine makespan minimization problems remain polynomially solvable. The curves of the optimal schedule of a total completion time minimization problem are V-shaped with respect to job normal processing times.     

具有优势机器和恶化工件的流水作业排序问题

针对流水作业排序问题,建立了具有优势机器和恶化工件并且有无空闲限制的排序模型.在该排序模型中,机器加工工件时,工件的相邻加工工序之间不允许出现空闲,工件的加工时间是其开工时间的严格增加线性函数.其中讨论的优势机器有2种情况:机器形成增减增优势关系和机器形成减增减优势关系.考虑了多台机器的流水作业排序问题,其中,目标函数分别为极小化最大完工时间和极小化总完工时间,对于这两类问题分别给出了求解最优排序的多项式算法和它们的计算复杂性,并通过证明证实了算法的有效性.     

考虑恶化和学习效应的单机成组排序问题

讨论了工件加工时间同时具有恶化和学习效应的单机成组排序问题。在这类问题中,同一组中的工件不允许分开加工,各组之间有安装时间,其中安装时间是工件组开始加工时间的简单线性函数,各组内工件的实际加工时间是关于恶化和学习效应的函数。对目标函数为最大完工时间和总完工时间两类问题分别给出了多项式时间最优算法。     

加工时间线性递减的平行机排序问题

主要讨论了具有两台处理机的平行机排序问题和每批恰为k个工件的串行工件同时加工排序的平行机排序问题。在这两个问题中,工件加工时间均为开工时间的线性递减函数,目标函数为极小化总完工时间。对于第一个问题,证明了其最优排序可由工件按基本加工时间不减排列得到,由此得出其最优算法,并指出了该结论对于加工时间随开工时间线性递增的情况并不成立。对于第二个问题,根据其与第一个问题在某些性质上的相似性,给出了其最优算法。最后指出所讨论的两个问题的结论均可推广到m台处理机的情况。     

模糊加工时间调度问题的研究

提出模糊加工时间调度问题,隶属函数建立在工件的模糊加工时间上,隶属度表示工件在一段加工时间下属于完工集合的程度,在假设工件的隶属函数是单调递增的情况下,的多个工件所迭加的联合隶属函数所对应的性质,根据迪些性质研究了一种单机模糊加工时间的调度模型。     

基于改进DP算法的具有优先序的变速机最小化成本调度

研究了工件具有任意标准优先序、一台机器在同一时间只可加工一个工件、最小化工件加工成本与机器使用成本之和的变速机调度问题.为该问题建立了DP模型,通过启发式规则和常规动态规划方法相结合、引入工件完工时间界限并保存每一步函数值,得到改进的DP算法,数值实验显示该算法具有较强的寻优能力和稳定性.     

等待时间受限的流水车间调度问题的若干性质

等待时间受限的流水车间调度问题广泛存在于高温连续作业或中间产品不稳定的流水车间生产管理过程中, 要求工件在相邻机器上的等待时间不能超过一定的上限. 针对以最小化最大完工时间为目标函数的该类问题, 研究了加工机器上的工件序列特征, 并在此基础上分析了基于排列排序进行问题求解的可行性和有效性, 为算法求解提供了理论依据.     

线性减少加工时间的资源约束单机排序问题

讨论具有连续资源的单机排序问题。在这一模型中,工件的准备时间是所消耗资源的非负严格减少连续函数,工件的加工时间是开工时间的严格减少线性函数。考虑两类问题,第一类问题的目标函数是在满足最大完工时间限制条件下极小化资源消耗总量。第二类问题的目标函数是在满足资源消耗总量限制条件下极小化最大完工时间。对两类问题讨论了最优排序的某些特征。基于对问题的分析,分别给出了求解最优资源分配的方法。结果表明,加工时间为常数情况的结论对于加工时间是开工时间线性函数的情况仍然成立。     

极小化加权总完工时间的同时加工排序问题

讨论了平行机串联工件同时加工排序问题。目标函数是极小化加权总完工时间,并假设满足每批均含有k个工件,并且每批的加工时间为该批中所有工件的加工时间之和。对平行机的情况,该问题是强NP难的。本文主要针对该问题的两种特殊情况:(1)所有工件的权相等;(2)所有工件的加工时间相等,分别给出了最优算法,分析了算法的时间复杂性,同时用数值例子作了说明。     

A CLASS OF GENERALIZED MULTIPROCESSOR SCHEDULING PROBLEMS

1. IntroductionOne of the fundamental problems in the theory of scheduling is to sChedule n independent jobs non-preemptively on m 2 2 multiprocessors. It is well-known that PllCm.. andPI I Z:=, wiCi are strongly NP-hardll'2].In this paper, we consider a class of generalized multiprocessor scheduling problem. It canbe described as follows: There are m almost identical processors M = {MI, M2,'' 5 Mm}, andn independent jobs J = {JI, J2,'' 9 Jn}. The processing time of job Ji is pi. A…