基于约束和邻域的炼钢连铸重调度算法

针对机器故障扰动,研究了炼钢连铸重调度问题及其求解算法。通过将机器故障映射为资源约束,建立了基于动态约束满足的炼钢连铸重调度模型,模型以最大化连浇量与调度方案相似度为目标。针对问题的模型及其特点,采用约束满足和邻域搜索相结合的混合算法对其进行了求解。仿真实验表明本文提出的模型和算法是有效的。     

基于自由度分析的三维模型几何约束求解

针对三维几何约束模型的求解问题,在充分研究了二维几何约束模型自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维模型几何约束求解的自由度分析算法,该算法可归纳为活动分析和场所分析两个过程.算法为三维几何约束模型提供了一种求解方案,解决了过约束和欠约束状态时的约束求解问题,并展示了一个实例.     

求解集装箱堆场堆垛问题的约束满足算法

集装箱堆垛问题普遍存在于港口码头堆场作业管理中,是在集装箱数目已知的前提下,要求满足交货期限制、重量限制以及垛位高度限制等约束条件,目标是实现占用垛位数最少。通过问题分析,将其归结为一类带顺序约束的装箱问题,并建立了约束满足优化模型,设计了嵌入经典装箱启发式原则的约束满足求解算法。为了验证模型和算法的可行性和有效性,根据某集装箱码头堆场的实际生产情况构造测试算例,实验结果表明,该算法对于实现垛位数最小化、求解复杂约束下的大规模堆场问题较现有的装箱启发式有一定程度的改善。     

空箱资源约束调度的列生成算法研究

研究了可重用空箱资源约束下的入厂物流车辆运输调度问题。首先对该问题进行数学描述,建立混合整数线性规划模型。鉴于问题的NP难解性,研究求解该问题的列生成方法,提出虚工件等技巧,建立适合序列依赖的可重用资源约束调度的列生成主问题模型以及基于检验数求解的子问题模型,并研究求解子问题的动态规划算法。进一步采用分支定界技巧,最终提出适合本问题求解的列生成算法。数值实验表明方法的有效性与高效性。     

基于原始对偶分裂方法求解一类约束可分离凸优化问题及其应用

本文研究一类具有代表性的约束可分离凸优化模型,其目标函数中的数据误差项满足可微性条件,许多图像恢复和图像重建等问题都可以归结为该模型的求解.为克服现有求解该模型方法的不足,文中首先借助指示函数,将原模型转化为无约束的凸优化模型;然后基于原始对偶分裂方法思想,提出一种新的迭代算法,该算法具有结构简单和参数选取容易的特点,同时证明所提算法的收敛性.最后,为验证算法的有效性,我们将其应用于CT图像重建问题,数值实验结果表明所提出的算法在重建时间和重建图像质量上优于现有的其他算法.     

带有限等待的动态HFS调度的拉格朗日松弛算法

作为基于最优化的近似算法,分析了拉格朗日松弛算法的分解策略,设计了算法的实现优化过程.针对从钢铁生产提炼出的带有限等待时间要求的动态HFS调度,采用基于工件解耦的分解策略,应用拉格朗日松弛算法进行求解,以最小化总加权完成时间和工件等待惩罚之和.该算法将工件耦合约束松弛到目标函数中,将形成的松弛问题分解成多个更易求解的工件级子问题,进而利用动态规划求解这些子问题,通过拉格朗日乘子的更新迭代过程获得原问题的近优解.对不同问题规模的测试结果表明,该算法能在较短的计算时间内得到较好的近优解,说明了拉格朗日松弛算法求解等待时间受限的HFS调度的可行性和有效性.     

一种权值约束的精确配准算法

针对数据与模型的精确配准问题,提出一种权值约束的配准算法,通过对配准点施加不同的权值,利用权值约束保证模型重要区域的配准精度.首先,论文基于经典配准模型,引入权重因子,建立了改进的权值约束的配准模型.针对配准模型的求解问题,通过对现有SVD-ICP算法进行适应性改进,提出并研究了带权SVD-ICP(wSVD-ICP)算法,重点推导了基于wSVD算法求解旋转矩阵R和平移矩阵T的过程.最后,论文利用仿真数据和实测数据对配准模型进行了验证;计算结果表明,论文所提算法通过对精度要求较高区域分配高权值进行约束,可有效提升该局部区域的配准精度;同时,可在一定程度上改进整体配准精度和效率.     

面向订单的生产计划与调度的综合优化

研究了一个多订单环境下的生产计划与调度集成优化问题,以实现准时生产为目标,综合考虑产品装配结构约束的订单任务计划与订单产品零部件的加工调度,采用直接面向客户订单的工序调度模式建立了计划和调度的综合优化整数规划模型.设计了带精英策略的蚁群算法作为该数学模型的求解方法,并通过对比试验为该算法选取最佳的搜索参数.实例仿真结果表明,所建模型的正确性以及蚁群算法求解该问题的可行性和有效性.     

基于实际约束的三维装箱问题优化算法

针对考虑了8种实际约束的多箱异构装箱优化问题,构建了一个三维装箱问题的多目标混合整数规划模型,给出了求解该模型的一种启发式搜索算法。该算法的核心是在满足实际约束条件下,通过空间切割法确定目标空间,在目标空间内通过生成"垂直条","水平带"搜索最佳"货物块",实现装箱体积利用率尽可能大,进而达到装箱数最小优化目标。通过随机算例和实际算例的计算分析及3D结果显示,说明该算法能有效满足所有现实约束,且稳定性及空间利用率较高,验证了算法有效性和实用性。     

基于混合算法的飞机多层次装配计划优化及应用

分析了飞机装配过程的多层次任务网络特点,在满足工位、AO、工序多层次的时间约束、资源约束,并充分考虑任务移交情况下对工期影响的基础上,建立了资源约束下的多层次装配计划优化模型,提出一种针对多层次网络特性的离散粒子群算法与禁忌搜索结合的混合算法对该问题进行求解,并以某飞机机身的装配项目进行实例计算,验证了多层次计划优化模型与算法的有效性。