蚁群算法的研究现状及其展望

蚁群算法是近几年优化领域中新出现的一种启发式仿生类并行智能进化系统，该算法采用分布式并行计算和正反馈机制，易于与其他方法结合，目前已经在众多组合优化领域中得到广泛应用。在介绍基本蚁群算法数学模型的基础上，列举了进入21世纪以来部分具有代表性的蚁群算法改进模型及其应用情况，然后重点从算法的模型改进、理论分析、并行实现、应用领域、硬件实现、智能融合等角度对蚁群算法在今后的研究方向作了系统分析与展望。     

基于智能混合策略的测试集优化

利用基于粒子群和蚁群算法的智能混合优化策略,删除冗余测试向量以解决测试集的优化问题. 利用蚁群算法的并行搜索能力构造初始解集,通过粒子群优化算法将解集维数降低,确定每次迭代的个体最优解和全局最优解,并利用新粒子信息更新信息素,最终通过多次迭代找到一个或多个最优测试集. 通过多组数据实例分析可知: 该智能混合优化策略与蚁群算法等其他测试集优化算法相比,可得到多个可行性最优测试集;与蚁群算法相比可提高收敛速度,并降低蚁群算法参数选取对收敛结果的影响,从而避免次优解的出现.     

一种自适应蚁群算法的研究及仿真

蚁群算法是一种新型的群智能优化算法，自提出以来，因其正反馈性、自组织性以及并行性等优点在很多领域取得了很好的应用。本文介绍了基本蚁群算法的寻优方式和数学模型，并针对其收敛速度慢、易陷入局部最优解的缺点，采用自适应调整信息素挥发因子的值的策略进行改进。并用MATLAB软件运行了改进前后的算法程序，对比求得的结果，证明了所做改进的正确性和有效性。     

基于Dijkstra-蚁群算法的泊车系统路径规划研究

针对智能停车库中自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)存取车路径规划问题,提出了一种基于Dijkstra-蚁群算法(Dijkstra-ACO)的泊车系统路径规划方法.首先利用链接可视图法建立环境模型,并在此环境模型下,采用Dijkstra算法规划出AGV的初始路径;其次,通过引入节点随机选择机制、调整信息素更新方式和限定信息素阈值策略等对基本蚁群算法进行优化改进;最后,选用改进的蚁群算法对初始路径进行优化.结果显示:Dijkstra算法和混合算法均能使AGV有效避开障碍物,然后搜索到一条从起点到终点的无碰优化路径;与Dijkstra算法相比,混合算法能有效提高路径搜索效率,缩短搜索路径长度,改善搜索路径质量,表明该算法正确、可行及有效,且具有较强的全局搜索能力和较好的收敛性能,能够满足AGV存取车路径规划的要求.     

基于改进NSGA-II的多项目多技能人力资源调度研究

多项目并行的人力资源管理日益成为研发型企业合理配置各类资源、实现利润最大化的有效方式。从项目成本和多能工满意度角度出发,运用第2代非支配排序遗传算法和蚁群算法对多能工分配问题进行研究。考虑多能工技能组合与项目任务需求之间的匹配以及技能熟练水平对任务作业时间的影响,构建了以实现多项目总工期和多能工间工作量均衡为目标的优化模型。根据模型的约束条件,提出了一系列启发式规则提高算法效率,并结合第2代非支配排序遗传算法和蚁群算法的特点,利用新开发的算法对模型进行求解。通过数值算例验证了模型和算法的有效性。     

基于有限缓存区的多任务并行分拣调度研究

通过对某物流车间的实际调研,将自动化立体仓库出货台空间限制作为优化问题的约束条件,建立订单并行分拣模式下堆垛机调度问题的模型,并采用蚁群算法进行求解。在求解过程中,根据问题假设设定了算法相关的状态转移概率公式,并采用动态更新信息素浓度的改进型方式避免传统蚁群算法早熟的情况。最后根据工厂的实际订单信息给出了算例,并通过两种不同算法和不同参数设置的比较,说明通过蚁群算法求解该优化问题的有效性。数值试验显示该蚁群算法相比传统优化算法效率提升了10.5%。     

一种改进的蚁群算法在工艺规划与车间调度集成优化中的应用

改进标准蚁群算法的执行策略,可提高工艺规划和调度集成问题的求解质量和效率。通过节点集、有向弧/无向弧集、AND/OR关系,建立了基于AND/OR图的工艺规划和调度集成优化模型。提出一种求解工艺规划与车间调度集成问题的改进蚁群优化算法,采用了信息素动态更新策略避免收敛过慢和局部收敛,利用多目标优化策略提高求解质量。仿真结果证明了该算法的有效性。     

单线超市车辆配置与路径问题优化研究

为解决工位对物料需求紧迫程度不同,进而影响配送优先顺序的问题,提出考虑工位配送优先级的单线超市车辆配置及配送路径优化模型和求解算法。首先,建立以物料需求紧迫系数表示配送优先顺序,以单线超市车辆配置最少与路径最短为目标的数学模型;其次,提出加入控制搜索因子的改进蚁群算法对该问题进行求解,通过在迭代不同时期设置不同大小的控制搜索因子来改变节点选择概率,提高最优解搜索速度的同时避免算法陷入局部最优;最后,通过算例分析,验证了模型的正确性,同时也证明了改进蚁群算法能够实现对物料需求紧迫程度高的工位优先配送,较基本蚁群算法在计算结果及算法运行时间上具有优势。     

混流无等待总装分装流水线任务排序研究

为解决混流产品在无等待多条流水线生产条件下,由于产品生产节拍不一致导致总装分装系统中生产连续性较差的问题,研究总装分装任务排序优化方法,实现在保证批量生产、部件齐套供应前提下,使订单能够按期交货.以最小化总加工时间、最小化总提前/拖期和产品转换惩罚为优化目标,建立了优化数学模型,并设计了改进多种群蚁群算法求解该优化模型.以某机床厂某月生产任务为例进行仿真实验,与多种群蚁群算法、传统蚁群算法对比,验证了该算法性能较好.并与现行的调度方法进行对比,验证了该任务排序方法在混流节拍不一致的多条装配线生产上,能够有效地缩短产品生产周期、降低生产成本,提高订单的准时交付率.     

蚁群算法在系留气球PID控制中的研究与应用

针对传统的PID控制参数多采用试验的方式进行优化,提出了一种新型的基于蚁群算法的PID参数优化策略.蚁群算法是近几年优化领域中新出现的一种仿真进化算法,在简要介绍算法原理的基础上,描述了算法的参数优化方法,并给出了新算法的具体实现步骤.仿真应用研究表明,该方法比传统的PID控制有更强的灵活性、适应性和鲁棒性.     

低密度环氧树脂基发泡材料开发工艺及性能的研究

以双酚型环氧树脂基为主要原料,加入新型发泡剂、促进剂、丁腈胶及其它助剂经固化制备出一种密度较低的,用于浇铸模的环氧树脂基发泡材料。研究了促进剂与固化剂配比、发泡剂用量、丁腈胶用量及控制温度对该树脂浇铸体材料性能及泡孔结果的影响。并通过多因素正交试验研究各因素作用结果及影响程度,确定出最佳工艺条件,当促进剂与固化剂配比1.0‰(w/w);发泡剂用量1.5%(w/w);丁腈胶用量8%(w/w);温度为125℃时,发泡材料的综合性能最佳。     

常温磷化液的研制

常规磷化液中通常含有亚硝酸钠、氟化钠等有害物质.为改善环境,选用污染小的复合促进剂,研制了一种常温锌系磷化液,并应用正交试验法得到了磷化工作液的最佳配比,考察了磷化温度、磷化时间及复合促进剂对磷化质量的影响.磷化工作液的适宜配方为:工业氧化锌5.5g/L,工业氯酸钠2.5g/L,工业硫酸镍2.6g/L,复合促进剂4.0g/L.常温下试件在该磷化液中形成的膜层CuSO4点滴试验时间＞80 s,3%NaCl溶液浸渍时间＞6 h,室内挂片60d无明显锈蚀.     

碳酸铝铵法制备圆饼状α-Al_2O_3粉末

在碳酸铝铵法制备氧化铝工艺的基础上,通过加入晶体生长促进剂及改变热分解工艺等方法,有效控制了α-Al2O3颗粒的大小和形貌。结果表明:促进剂对α-Al2O3的相变过程影响很大,加入促进剂后使其相转变温度降低了200℃,至1000℃时已完全转变为α-Al2O3相;升温方式对α-A2lO3颗粒的形貌影响很大,将含促进剂的样品直接入高温炉煅烧时,倾向于形成六角片状颗粒;而先低温后高温煅烧时则会形成圆饼状颗粒。通过控制升温过程,可以控制得到粒径较小的圆饼状α-Al2O3颗粒,且分散性良好。     

不锈钢材料磷酸盐氧化处理及溶胶-凝胶膜层研究

通过试验在不锈钢材料表面得到了磷酸盐氧化膜层以及磷化膜上的溶胶-凝胶膜层,研究了促进剂的加入对磷化膜层的影响,并通过盐雾试验、湿热试验、盐水浸泡试验、阳极极化曲线等评定了磷化膜和溶胶-凝胶膜层的耐腐蚀性能,通过拉伸试验研究了磷化膜对力学性能的影响.结果表明,磷化后的不锈钢材料有较好的耐腐蚀能力,促进剂的加入使其耐腐蚀性能进一步提高,而且其力学性能不受影响;在磷化膜上刷涂溶胶-凝胶膜层后,其耐腐蚀性能得到了进一步提高.     

含两亲性PEO-b-PBA增容剂的吸水膨胀橡胶的制备及性能

以天然橡胶为基体，微米级交联聚丙烯酸钠为高吸水性树脂，两亲性嵌段共聚物聚氧化乙烯-b-聚丙烯酸丁酯(PEO-b-PBA)为增容剂，聚乙二醇为吸水促进荆，制备了嵌段共聚物增容型吸水膨胀橡胶。通过扫描电子显微镜观察了其微观相态结构，适量加入两亲性嵌段共聚物PEO-b-PBA可以改善CSP树脂与NR的相容性。并研究了质量吸水率，体积膨胀率以及吸水速率与各组分含量之间的关系，对体系的力学性能进行了研究，对吸水树脂的主体吸水作用及嵌段共聚物的增容作用进行了探讨。     

钛及钛合金仿生表面改性研究进展

钛及钛合金具有较好的生物相容性及优良的机械性能，在临床上得到了越来越广泛的应用。表面生物活性化能够进一步改善其表面性能，提高表面生物活性。本文对钛及其合金的仿生表面改性进行了综述，具体介绍了化学法、促形核剂法、自组装单分子法的活化机理，并对仿生表面改性的发展方向进行了探讨。     

填充改性环氧灌封胶的研制

以双酚A型环氧树脂为基料,苯酐为固化剂,咪唑类为促进剂,苄基缩水甘油醚为稀释剂,硅微粉为填充改性剂制得了性能优异的电器灌封胶。考察了硅微粉的种类及用量对环氧灌封胶的凝胶化时间,冲击强度,吸水率,体积电阻率的影响。     

6061铝合金表面硅烷-镧盐杂化膜制备工艺参数的正交优化

为探索硅烷-稀土盐复合膜的最佳制备工艺,以La(NO_3)_3·6H_2O为成膜物质,H_2O_2为促进剂,在铝合金表面制备硅烷-镧盐杂化膜,以膜层的极化电阻作为评价指标,采用正交试验法对制备工艺进行优选,采用电化学极化曲线和交流阻抗谱分析膜层的耐腐蚀性能,采用扫描电镜观察膜层的形貌,并与单一硅烷膜和镧盐膜的性能进行比较。结果表明:杂化膜的最佳制备工艺中镧盐沉积条件为10 g/L La(NO_3)_3·6H_2O,15 mL/L H_2O_2,成膜温度50℃,成膜时间40 min;镧盐掺杂有效提高了膜层的均匀度与致密度;杂化膜较单一硅烷膜和镧盐膜具有更好的致密性和疏水性,且能明显发挥镧盐膜和硅烷膜的协同作用,可有效降低6061铝合金的腐蚀速率,提高其耐蚀性。     

连续无机化学敏化乳化炸药生产工艺的探讨

通过在内相材料中加入发泡促进剂,从而达到了乳化炸药快速发泡敏化的目的,同时消除了敏化的后效。     

Fabrication of the monolithic materials via novel monocomponent sol-gel process

SiH(OC₂H₅)₃ was used as a gel accelerant to prepare transparent, noncracking, high-purity silica gel monoliths with a lower volume shrinkage and shorter gel time. The silica gel monoliths prepared via the monocomponent bulk sol-gel process possess a microporous structure and a good transmittance in the UV/Vis region, and consist of 89% silica and 11% small molecules. The text was submitted by the authors in English.