制造/再制造物流网络优化设计的多周期静态选址模型

制造/再制造物流网络优化设计是制造/再制造物流管理的重要组成部分.考虑到物流系统不同时间段设计参数的差异,建立了物流网络优化设计的多周期、有能力限制、正逆向物流集成运作的混合整数非线性规划模型.利用该模型可以确定制造/再制造混合系统中各种物流设施的位置、数量及其相应的物流量分配,还可以获得计划期内的系统最小总费用.为快速有效地得到设计结果,提出了模型求解的混合遗传算法,介绍了算法的实现步骤.最后通过算例验证了模型及其算法的有效性.     

制造企业供应链中供应商管理问题研究

针对单个制造企业、多个供应商的供应链问题,建立以供应链总成本最小为目标的数学模型.模型考虑了供应商可以通过多种价格折扣方式出售零件.利用Lingo软件对模型进行编程与求解.并通过算例进一步分析了供应商向制造企业提供不同的价格折扣水平和供应链双方能力约束对制造企业采购决策的影响.     

面向多任务的制造云服务组合

针对云制造系统中面向多任务的制造云服务组合问题,研究建立了问题模型并提出了求解算法.以面向单任务的制造服务组合方法为基础,融入多任务多联盟生成问题的相关假设和基本原则,建立了基于服务质量的多任务云服务组合模型.继而基于对该模型特征的分析与把握,提出基于矩阵实数编码的改进遗传算法.该算法设计了与矩阵实数编码相适应的行交叉/变异、列交叉/变异和点交叉/变异算子;同时基于对问题模型相关约束的考虑,设计了合法性修复策略.仿真实验表明,该算法能有效并以较高效率求解面向多任务的制造云服务组合问题.     

解决多目标Flow-shop问题的生物免疫调度算法

生产调度是车间自动化的关键问题之一 ,生产调度的优劣对制造系统的运行影响极大。通常的确定性优化方法往往不适合生产调度这类NP完全问题的求解。文章基于生命科学中的免疫概念与理论 ,构造了基于生物免疫机理的生产调度模型 ,并研制了用于求解目标Flowshop问题的智能调度系统 ,克服了当前遗传算法用于求解此类问题时 ,易于出现早熟、搜索效率低及不能很好保持个体多样性等不足 ,大大改进了搜索效率 ,对复杂的多约束、大规模及多目标生产调度问题 ,算法效果显著 ,并且可以轻松地获得满足要求的多个优化解。文章讨论了模型的建立、算法的实现和应用实例 ,测试情况表明 ,以上模型与算法在生产调度实际中将具有广阔的应用前景     

工具型CAPP系统制造资源快速重组模型的研究

分析了CAPP系统快速重组制造资源模型的要求，建立了制造资源与工艺设计的关系模型和快速适应不同企业环境的制造资源模型，介绍了所开发的制造资源定制工具平台，可以方便地实现制造资源的定制。     

基于改进自适应布谷鸟算法的云制造资源配置优化研究

针对云制造资源优化配置模型求解的相关问题,在基本布谷鸟算法(CS)的基础上提出了一种改进自适应布谷鸟算法(SAACS),并将其应用于求解云制造优化资源配置问题。改进自适应布谷鸟算法对基本布谷鸟算法的部分参数和Levy飞行步长做了自适应性调整,加入了双向搜索策略,并引入模拟退火思想,可以在云制造资源配置中快速地求出最优解,获得一条最优资源服务链。最后通过算例验证了该算法求解资源配置问题的有效性和准确性。     

考虑工件释放时间和柔性维护的单机调度问题

针对晶圆制造过程中考虑清洗维护的生产调度联合优化问题，以最小化最大完工时间为求解目标，优化工件加工顺序及维护活动执行时间。证明了该问题为NP难的，建立了问题的整数规划模型并进行线性化。结合机器役龄约束下的成批调度问题特征，证明了解的性质，并设计ERD-LPT-BFLD启发式算法对问题进行求解。构建了考虑工件释放时间及清洁活动约束的下界算法。通过不同规模算例仿真实验，将所提启发式算法与CPLEX及下界算法求解结果进行比较，验证了所提算法的有效性。     

基于层次化的云制造服务组合研究

针对云制造环境下,因忽略制造过程层次化特性导致组合服务路径存在服务质量瓶颈及整体服务质量计算偏差的问题,建立了新的问题模型并提出了求解算法。首先通过分析制造任务的层次化特性,构建了层次化的云制造服务组合模型。继而使用模拟退火算法求解该模型,为提高算法的效率利用子路径的服务质量约束设计了提前剪枝策略。仿真实验证明了模型的正确性和算法的有效性。     

两阶齐套性约束的制造系统排队网建模与缓冲区优化

针对定制型装备制造企业,研究了具有研配工序的制造系统排队网建模和缓冲区容量配置优化问题.建立了两阶齐套性约束的有限缓冲区开排队网模型,基于3种不同假设模型:M/M/1/K、GI/M/1/K和GI/G/1/K,提出拓展的广义扩展法,处理双重同步约束和固定配对约束,以快速求解系统性能指标值.其次,通过算例实验与仿真结果进行对比,验证假设模型的有效性和求解方法的精确性,并分析缓冲区容量对系统性能的影响.最后,由于缓冲区容量配置优化问题是一个非线性整数规划问题,因此提出一种将拓展的广义扩展法嵌入Polyblock算法的优化方法,并通过案例结果验证了方法的有效性.     

考虑生产能力约束的制造系统双重资源近似优化配置

针对操作工与设备相互间存在复杂的约束关联等问题,基于模具企业典型的模具加工工艺过程,综合考虑人与设备,建立了一种易于求解的线性整数规划数学模型,并运用Lingo得到该模型的最优解.为了验证数学模型的求解结果,根据该类制造系统典型的运作模式,建立了仿真模型,并进行了仿真实验.实验表明:由于模具的实际生产系统受订单到达时间、调度策略、缓存区大小等限制,虽然实际所需的设备及人员的数量比按照所提出的数学模型得到的新增设备及人员数量略多,但是考虑到求解的便利性,数学模型的近似程度可以接受.     

一类多品种小批量混流制造系统作业组织模式与工件排序

为解决考虑搬运时间的混流制造系统的资源优化与调度问题,对作业组织模式与工件排序进行了深入研究。建立了以设备停机次数、工件搬运次数、搬运设备数量、搬运次数均衡程度作为第一、第二、第三和第四优化目标,以生产周期作为约束的多目标决策模型,利用该模型选择作业组织模式并确定最优排序方案。分别研究了用于求解该多目标决策模型的各分目标和约束:为不同类型批量工件建立加工时间模型;设计开始和结束搬运时间优化模型;给出平行移动模式的设备停机次数算法。开发了考虑搬运时间的混流制造系统软件程序,并设计了所需搬运设备情况的全局优化算法。通过分析和求解企业订单数据验证了所提方法的有效性。     

网络化制造中制造过程访问冲突消解方法

针对网络化制造中制造过程访问冲突问题,分析了现有冲突消解方法在解决多任务域访问冲突中存在的不足,并深人研究了制造过程访问冲突产生的原因,提出了一种基于制造任务及工期的并发冲突消解方法.该方法将制造过程访问冲突消解转化为多任务域工作流下制造任务访问优先模型的求解,建立了多任务域工作流下制造任务访问优先模型.根据求解得到的优先向量,按照冲突消解步骤实现冲突消解.最后基于上述原理,开发了访问控制原型系统,并将企业应用实例与现有方法进行对比,结果表明,该方法可行且有效.     

网络化制造环境下任务调度的非合作博弈模型及实现

传统的任务调度主要定位在单个制造车间或单元层面，难以满足网络化制造环境下的客户竞争和加工设备的跨车间甚至企业的分布式特性的调度需求。针对该问题，采用博弈论理论，构建一种网络化制造环境下任务调度的非合作博弈模型，将对任务调度的优化求解转化为对寻求非合作博弈模型的Nash均衡解。同时，采用遗传算法实现了对非合作博弈模型模型的具体解算，系统的运行实例表明了该任务调度模型和实现方法的可行性。     

精益生产系统运作优化模型及求解方法

针对传统生产方式的不足和精益生产的要求,在分析精益生产系统运作的基础上,提出将精益生产的运作优化问题抽象为具体的大系统多目标规划问题。以车间制造元素的工作量作为决策变量,以产量、质量、成本、交货期等指标为动态约束条件构建优化运作模型。在模型中引入目标函数优先级及优先权因子,以反映多个相互矛盾目标的重要程度,可以根据实际问题的动态属性确定系统的最佳运作目标需求。为解决精益生产系统运作优化的动态性、多目标、多阶段性,给出一种采用“串式调优法”求解模型的算法。将精益生产系统运作优化模型简化为产能优化、时间优化以及平衡协调等子模型,应用“串式调优法”分别对子模型求解,结合浙江省某电能表装配生产线进行情况,将优化模型和求解算法通过Witness 仿真验证,仿真结果表明了模型的合理性和求解算法的准确性、高效性。     

基于非合作博弈的制造网络资源调度研究

针对制造网络下不同制造任务之间存在的自由竞争关系,研究了制造网络资源调度策略,建立了一种基于非合作博弈的网络资源调度模型,制造任务被映射为非合作博弈网络资源调度模型的局中人,将各制造任务包含的子任务对应的可选网络资源设定为制造任务策略集,以各制造任务的完工时间和执行成本构建收益函数,进而将网络资源调度模型的求解转换为纳什均衡点的求解,并采用多层编码遗传算法对模型进行求解。最后,结合具体模具生产项目进行了仿真实验,验证了所提网络资源调度模型及求解算法的有效性。     

面向快速重组制造系统的CAPP制造资源模型研究

分析了适用于快速重组制造系统的ＣＡＰＰ对制造资源模型的新要求,建立了制造资源与工艺设计的关系模型和适应动态变化环境的制造资源模型,并介绍了所开发的制造资源定制工具平台,对不同的制造环境,运行该工具可以方便地实现制造资源的定制。     

基于熵模型的生产物流系统运行评价

针对由不同生产方式或生产结构引起的不同生产运行状况间缺乏定量评价方法的问题,从模糊熵概念出发,依据信息熵原理及有序度定义,建立了生产系统要素条件下的物流运行熵模型,同时从生产物流系统构成要素角度建立了生产系统运行评价指标体系。实证研究中以某加工车间实施单元制造前后的物流运行节点为研究对象,依据所建立的生产系统运行评价指标体系,应用所建运行熵和有序度模型,最终求解出两种不同状态下的运行熵,结果验证了该方法的合理性,并扩展了此类运行熵模型的应用范围。     

基于Agent的制造网格资源优选评估模型研究

为了解决制造网格系统中制造资源发现的优选问题,缩短用户选择最佳资源的时间,提高制造网格的服务质量,提出了制造网格系统中制造资源发现机制的结构模型,建立了包括一般性评价指标、特有评价指标和个性化评价指标的制造网格资源评价指标库,并提出了基于Agent的制造网格资源优选评估模型和具体实现算法。结合实例对该模型和算法进行了验证,结果表明所提出的模型和算法可以有效地解决资源优选问题。     

现代制造的信息支持系统

本文提出了由过程管理与控制、信息模型与接口、系统结构等三部分组成的面向现代制造的信息支持系统。该系统可以针对现代制造系统中不同规模和应用系统范围，动态配置并组成与应用需求相适应的信息系统，系统内的活动与信息的组织受控于过程管理与控制，使不同应用系统之间，应用活动与其信息之间，实现相辅相成的动态性数据信息交换与共享。该信息支持系统可对ＣＩＭ、ＣＥ、ＩＭＳ、ＶＭ等现代制造系统的思想与技术提供支持。     

设施能力可扩展的制造/再制造物流网络多周期优化设计

为提高制造/再制造物流管理绩效,提出了合理设计制造/再制造闭环物流网络结构的方法.考虑到物流系统不同时间段设计参数的差异、资金的时间价值和物流设施的分期建设等因素,建立了设施能力可扩展的物流网络多周期优化设计的混合整数非线性规划模型.利用该模型可以确定制造/再制造混合系统中每个周期需要新建的设施位置及数量、需要扩建的设施位置及数量、扩建设施需要扩建的标准系列数最、设施运营时需要增开的标准系列数量,以及相应物流量等,同时还可以获得计划期内的系统最小总费用.为快速有效地得到设计结果,给出了求解模型的混合遗传算法,介绍了算法的实现步骤.最后通过算例,验证了模型及其算法的有效件.