求解任务可拆分多项目协同调度问题的启发式算法

生产项目计划与调度过程中任务可以被拆分为更小粒度的子任务分批次执行,实现缩短项目总工期的优化目标.针对抢占式任务可拆分多项目调度问题,从协同优化角度探讨任务拆分与重组方式,提出一个长工期任务优先拆分、长工期项目优先拆分和高资源利用率项目优先拆分3种任务拆分优先级判断规则,设计一种求解任务可拆分多项目协同调度问题的启发式算法.最后通过数值实例和仿真分析验证了所提出方法在多项目调度总工期的优化效果和求解效率.     

一类基于多Agent和分布式规则的敏捷生产调度

Agent范例为解决制造系统的敏捷生产调度问题提供了一条新途径,如何构建敏捷生产调度多Agent系统结构和Agent间的协调与生产调度机制,成为一个亟待解决的课题.本文阐述了一类基于多Agent和分布式规则构建敏捷生产调度的方法.首先通过基于功能分解的方法,给出了管理、资源和工件等三类Agent基本组件组成的分布式多Agent调度系统结构、Agent组件基本结构及定义.其次,利用基于分布式规则的方法,建立了Agent间的协调策略和调度机制,实现了敏捷生产调度.最后给出了应用此方法的调度仿真实验结果.     

基于节点流的流程工业生产物流调度方法及应用

流程工业生产物流动态平衡调度是典型的多工序、多目标、多约束的多机并行调度问题,难以解析建模.为此,提出了节点流控制及切换的概念,建立了生产调度模型,并采用多目标分层求解调度模型.在此基础上,提出了流程工业生产的物流平衡调度方法.实际应用表明,所提出方法提高了物流动态调度的准确性和生产效率.     

基于上下文赌博机的自适应实时车间调度

传统的多Agent车间调度方法使用单一调度规则, 忽略了生产环境变化对调度规则适用性的影响, 导致调度结果欠佳. 本文针对该问题提出一种自适应实时车间调度方法, 通过上下文赌博机对工件调度过程进行类比建模. 经过若干回合学习的上下文赌博机模型能够依据生产环境制定调度决策, 获得优异的调度结果. 最后, 通过仿真实验验证了提出方法的有效性.     

炼钢-连铸生产启发式调度方法

实际炼钢–连铸生产存在着多阶段、多并行机,以及在精炼阶段具有多重精炼方式,从而大大增加了炼钢–连铸生产调度难度.目前已有的炼钢–连铸生产调度研究由于仅仅针对简单生产方式而难以应用于目前大型炼钢–连铸生产调度.而实际生产过程中的以人工为主的调度方法速度慢、优化程度低,极易造成炉次在设备间的冗余等待时间过长,导致钢水温度下降,甚至造成连铸断浇事故.本文针对中国宝钢某大型炼钢厂的多重精炼方式且存在着可重入调度下的炼钢–连铸生产调度问题进行研究,提出了多种调度顺序方法和设备指派方法,通过仿真实验对多种调度顺序方法和多种设备指派方法组合而成的各种启发式方法进行了研究.最后将本文提出的性能最好的启发式方法应用于该大型炼钢厂的炼钢–连铸生产调度,钢水平均日冗余等待时间得到显著降低.     

基于MAS的生产车间动态调度系统的研究

简要介绍了车间调度的基本问题,发展现状以及多智能体技术.在分析车间生产调度特点的基础上,提出了基于MAS的动态车间生产调度模型.该模型把车间生产调度系统分为调度代理、任务代理和资源代理等.代理之间采用了基于改进的合同网的关系网模型,并引入了基于混合遗传算法的调度模块,为解决车间加工动态调度问题提供了一种新的方法.仿真实验结果表明,该系统更好满足了车间调度的动态化、高效化、智能化、实用化的要求.     

基于遗传算法的一类带缓冲区的混合生产调度

提出带缓冲区的混合生产的一种调度模型,将离散生产所需的半成品原料的生产分解为连续生产各生产线的分段式生产任务,并给出快速调度方法,再利用遗传算法和分派规则求解离散生产调度问题,仿真算例表明了该方法的有效性。     

柔性制造系统中生产调度问题的零压缩二叉决策图算法

针对赋时有界Petri网模型下柔性制造系统的生产调度问题,给出了有界Petri网的零压缩二叉决策图表示方法,进而建立了此类生产调度问题求解的符号零压缩二叉决策图算法.该算法在求解过程中对状态空间及其搜索过程中的相关数据,采用零压缩二叉决策图表示,避免了状态和搜索的显式枚举,实现了隐式高效操作,有效地改善了算法的计算性能.实验结果表明了算法的有效性.     

基于规则的专家调度法在镀锡生产中的应用

流程工业的生产调度是流程工业CIMS中的一类重要问题,对其实现具有重要意义.在叙述了流程工业CIMS的生产调度方法的基础上,针对上海宝钢宜昌薄板有限公司的镀锡生产调度的实际问题,提出使用基于规则的专家系统对其镀锡生产进行调度,并讨论了基于规则的专家系统的调度方法在镀锡生产调度实现过程中规则获取、知识形成、推理方法设计的实现方法.最后,根据实际生产调度数据给出了使用该调度方法的调度系统在镀锡生产调度中的应用结果.     

一种不确定条件下的多目标流水车间调度优化算法

实际中大多数生产调度问题具有多目标优化的性质,本文讨论在不确定加工时间和机器故障的情况下.如何优化多目标流水车间调度问题.首先设计最大流程时间和最大延迟时间两类指标的求解方法,在此基础上提出一种多目标遗传算法,用来迭代求解不确定条件下两类目标的最优化问题.模拟实验的结果表明,本文算法方案可较好解决不确定条件下的流水车间调度问题.     

改进的装炉组合问题建模与优化算法

针对罩式炉退火生产中的钢卷组合堆垛优化问题,建立了以最小化钢卷组炉总加热时间为目标的数学模型。模型综合考虑了钢卷自身属性以及生产工艺约束条件等因素对钢卷组炉加热处理时间的影响。在分析罩式炉退火加热工艺规范的基础上,提出了一种改进自适应遗传算法对模型求解。算法首先类比装炉组合问题与一维装箱问题的相似点分组编码染色体,借鉴装箱问题的优化思想改善初始解种群质量;然后在工艺规则的指导下对遗传基因进行启发式交叉和变异,变异率和交叉率随种群收敛程度自适应调整以保证种群多样性和全局收敛性;最后结合局部穷举搜索方法实现了对上述模型的优化计算。仿真对比实验以及现场实际应用效果均表明该算法相对其他算法的优越性。     

基于差分进化算法的罩式炉优化调度与应用

提出基于启发式的仿真技术对罩式炉退火车间的生产过程进行了模拟,针对优化调度目标提出一种改进的差分进化算法对装炉计划进行组合优化,算法采用交叉率自适应变化,在进化的不同阶段分别提高算法的全局搜索能力和局部搜索能力。通过现场实际生产数据验证了所提出方法的有效性,提高了冷轧薄板退火生产工序的生产效率。     

基于改进遗传退火算法的生产智能调度系统

为了满足多品种小批量生产模式的需求,设计了一套基于智能调度算法的生产调度系统。根据数据的特点和系统的需求,设计了合理的数据结构和不同的调度规则;根据实际应用的要求,改进了遗传退火算法,使算法可以进行柔性调度和优先级调度,并且算法可以满足零件装配关系约束。在.NET3.5框架下,开发了生产智能调度系统,实现了对生产任务的智能调度。     

全氢罩式退火炉CAE仿真

为进行全氢罩式退火炉的研制和工艺优化,采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法仿真计算其整个加热过程.根据全氢罩式退火炉加热机理建立CAE仿真模型,仿真计算其流场和温度场;采用标准k-ε模型计算炉内三维湍流流动过程的湍流脉动;采用FLUENT的组分输运与化学反应模型模拟炉...     

零等待约束下多产品间歇过程的多目标调度

针对零等待约束下多产品间歇过程的总流程时间和完工时间最小化问题,提出一种多目标离散组搜索算法求解.在采用启发式规则产生初始解的基础上,通过发现者、追随者和巡逻者的操作设计,算法不断更新Pareto前沿,同时,混合了基于插入邻域的多目标局部搜索方法.大量计算实验表明,所提出的算法获得的非支配解集在IGD和Set Coverage指标上优于非支配排序遗传算法和模拟退火算法,可为多目标决策者提供更好的决策依据,利于间歇生产过程的优化运行.     

Unrelated parallel machine scheduling with setup times and a total weighted tardiness objective

This paper presents several search heuristics and their performance in batch scheduling of parallel, unrelated machines. Identical or similar jobs are typically processed in batches in order to decrease setup times and/or processing times. The problem accounts for allotting batched work parts into unrelated parallel machines, where each batch consists of a fixed number of jobs. Some batches may contain different jobs but all jobs within each batch should have an identical processing time and a common due date. Processing time of each job of a batch is determined according to the machine group as well as the batch group to which the job belongs. Major or minor setup times are required between two subsequent batches depending on batch sequence but are independent of machines. The objective of our study is to minimize the total weighted tardiness for the unrelated parallel machine scheduling. Four search heuristics are proposed to address the problem, namely (1) the earliest weighted due date, (2) the shortest weighted processing time, (3) the two-level batch scheduling heuristic, and (4) the simulated annealing method. These proposed local search heuristics are tested through computational experiments with data from dicing operations of a compound semiconductor manufacturing facility.     

批量生产柔性作业车间多目标精细化调度方法

提出了一种批量生产柔性作业车间多目标精细化调度方法。针对批量生产柔性作业车间多目标调度问题特点,建立了一类以完工时间最短和制造成本最低为优化目标的等量分批柔性作业车间调度多目标优化模型。提出了5种批量生产柔性作业车间精细化调度技术;设计了一种改进的NSGA II算法对模型进行求解。算法中引入面向对象技术处理复杂的实体逻辑关系,使用矩阵编码技术进行编码,采用分段交叉和分段变异的遗传算子实现遗传进化,应用上述5种精细化调度技术于解码过程以提高设备利用率。通过案例分析验证了该方法的有效性。     

多段多品种间歇过程混合型生产调度策略及应用研究

本文对一类多段,多品种间歇生产过程进行了数学描述,将数学模型和专家系统相结合,给出了该过程的混合型生产调度策略。以啤酒行业为背景进行应用研究获得了满意的结果。     

基于改进型批决策与调度建模的生产计划调度系统的研究

热轧型钢生产工艺复杂,其生产中极易出现由于计划调度安排不当而产生的交货期延误、库存超负荷等问题。针对以上问题研究设计了MES生产计划调度系统,改进了批决策调度策略用于数学建模,利用自适应遗传算法求解生产调度计划。以此为基础,为某热轧企业设计实现了生产计划调度系统,并通过真实的热轧型钢订单、原料、设备等数据,对模型改进前后的计划编制方法进行模拟与比较,验证了利用该改进型批决策与调度模型编制的热轧型钢生产调度计划可节省生产时间、降低设备调度时间,以此来指导热轧型钢的生产可切实减少交货延误和减少库存占用率,并提高企业利润率。     

带批量分割的多级批处理调度自组织优化

针对一类带批量分割的多级批处理调度典型问题的特点,提出一种自下而上的自组织优化方法.模拟人类群体"业务办理"机制,构建了带批量分割的批处理过程调度的自组织优化模型,分析了由批次转换和批量分割引起的复杂性,提出了基于友好度的自组织选择策略和基于最小响应的批量分割策略,在此基础上,给出了自组织调度优化算法.该方法能够和短时间内获得问题的最优解或近优解,并通过调度实例求解结果验证了该方法的有效性和优越性.