运输能力受限与费用时变批量问题的拉格朗日松弛启发式算法

在多产品、多周期动态批量问题中引入产品的运输成本,每个周期采购的产品通过同一类型的运输工具运输.单位运输工具运载能力受限,每个周期可以使用的运输工具数量有限且单位使用费用时变.根据初始假定建立混合整数规划模型,运用拉格朗日松弛理论,通过约束松弛与模型分解,设计一个启发式算法进行模型求解.通过随机产生的大量实例从计算效果与效率两方面来评价启发式算法.     

基于拉格朗日松弛的预约调度模型与算法

针对带有爽约的预约调度问题,在假定未爽约病人都在相应预约段的起始点准时到达的情况下,构建了一个以预约人数为优化变量的整数规划模型.目标函数包括服务病人收益、病人等待费用及系统超时费用.通过松弛各时间段剩余人数概率的关联约束,提出了基于拉格朗日松弛的求解算法,其松弛问题通过动态规划求解,对偶问题通过经典的次梯度法求解.数值实验表明,针对小规模的预约段数,该算法都能找到最优解;当预约段数较大时,算法找到的最好解整体上优于文献中已有的算法,从而验证了算法的有效性.     

基于拉格朗日松弛的手术中心调度算法

为了有效提高手术中心的利用率,降低医院的成本,提高病人满意度,本文提出了基于拉格朗日松弛的手术中心调度算法.首先对问题域进行了描述,以最小化手术中心相关成本和最大化病人满意度为目标,建立数学规划模型.在此基础上,建立可行调度解策略,结合手术中心特有的约束条件,提出基于拉格朗日松弛的手术中心调度方法,并用分枝定界求解子问题.最后,设计不同问题规模的实验,对算法性能进行了评价和对比分析,实验表明,该算法能在可接受的计算时间内得到较好的近优解.     

加工时间服从指数分布单机随机调度

讨论加工时间服从指数分布的单机随机调度问题，目标是实现工件完成时间与公共交货期偏差的加权和期望最小化。此问题是JIT（Just-In-Time)生产环境下的典型调度模型。结果表明问题的最优解关于权值与加工时间均值的商具有∧形特征。     

航天测控调度模型及其上界求解算法

通过分析航天测控调度问题的测控需求,建立了航天测控调度0-1整数规划模型,运用拉格朗日松弛方法对模型中的任务约束和设备约束进行了松弛,运用次梯度优化算法求得了拉格朗日对偶问题的上界.最后,通过对两个场景的试验分析,证明了次梯度优化算法所得上界的有效性.     

基于并行机加工能力配置的多轮拍卖机制研究

在私有信息不公开的分散决策下,针对需要承诺交货期限的稀缺并行机加工能力配置问题,以改善分散系统无秩序代价为目标,设计了一种基于时间维度配置稀缺资源的多轮拍卖机制.具体地,该机制根据资源稀缺性受机器加工能力和订单交货期限双重影响的特点,设计线性歧视资源定价方式,既保证定价的公平性,合理性和有效性,又引导任务主体披露真实订单信息,实现分散系统下稀缺资源配置的高效率;该机制中的定标问题是具有NP难属性的组合优化问题,本文设计基于拉格朗日松弛技术的启发式算法,以提高该问题的计算效率和实际应用性.数值实验结果显示,该拍卖机制能显著改善分散决策下并行机加工能力配置的无秩序代价,拍卖机制下的系统总收益平均达全局系统总收益的93.9%.     

三目标单机随机调度问题

讨论一类具有随机加工时间的单机调度问题 ,目标是确定 n个独立工件的最优排序 ,使工件提前完工时间之和 ,延误时间之和及守工时间之和的线性组合之期望值最小 .在一定条件下得出最优排序的形状.     

带不可用时间段的单机调度问题的启发式算法

研究了机器带有一个不可用时间段的部分可续型单机最大完工时间调度问题,提出了一种启发式算法,证明了其相对误差界,并举例说明该界是紧的,而且据此推出了该算法对相应不可续问题的相对误差界,此界低于该问题现有算法的界.将此算法与其它算法进行了多方面的比较,包括利用随机数据进行实验以评估其相对误差,结果表明此算法是一种非常高效的启发式算法.     

公共交货期窗口的单机随机调度问题

讨论一类具有随机加工时间的单机调度问题,所有工件设置一个公共交货期窗口,每个工件的加工时间服从正态分布,目标是确定n个独立工件的一个排序,使工件的提前／延期之和与完工时间之和的线性组合之期望值最小。问题的最优解具有v-型特征。     

求解无容量设施选址问题的拉格朗日狼群算法及其应用

无容量设施选址问题(UFL)是应用于诸多领域的经典组合优化难题。首先,结合UFL问题的具体特征,重新定义了狼群算法中狼群协作捕食的智能行为,提出了求解该问题的狼群优化算法;其次,将狼群算法与拉格朗日松弛相结合,设计了一种求解UFL问题的拉格朗日狼群算法;最后,将本文提出的狼群智能优化算法及拉格朗日狼群算法用于UFL基准问题库中部分算例的求解,并将其求解结果与混合蚁群算法、半拉格朗日松弛方法以及优化软件CPLEX的求解结果进行比较。结果表明：拉格朗日狼群算法较狼群优化算法、混合蚁群算法及半拉格朗日松弛方法具有更好的求解效果,而且在一定程度上缓解了CPLEX求解时间长,消耗内存大的缺点,拥有良好的求解性能。     

单机不同尺寸工件批调度问题的优化算法

研究了单机环境下不同尺寸工件的批调度问题,引入微粒群算法对制造跨度进行优化.首先给出了问题的微粒表达形式,并根据问题的离散优化特性对微粒状态的更新方法进行了改进;然后将微粒群算法和分批的启发式算法进行有效结合,改善近似解的质量.实验中对各类不同规模的算例均进行了仿真,结果表明了微粒群算法的有效性.     

改进蚁群算法求解单机总加权延迟调度问题

单机总加权延迟调度(SMTWTS)问题是一类由于任务完工时间超过交货期从而优化目标为加权延迟成本最小的单机调度问题,已被证明是NP难题.蚁群算法受自然界蚁群觅食机理启发而来,也曾被用于其它类型的单机调度问题研究,但SMTWTS被认为是实际生产中面临的主要问题.本文提出一种改进蚁群算法求解SMTWTS问题,该算法对信息素更新策略进行了改进,引入信息扰动及变异策略,并对参数进行了合理设置,对比实验表明搜索效率好于遗传算法.     

改进遗传算法在含调整时间调度中的应用

在求解含调整时间的工件调度最小化最大完工时间时,由于其内在的复杂性,很难用经典方法求出最优解,只能通过简化手段来求取次优解,因而精度不高.针对这一缺陷,将调度问题转化为经典的旅行商问题,并采用基于优先级的比例选择、实数两点交叉及模式变异算子的改进遗传算法对其求解.仿真实验表明,此方法在满足最小化最大完工时间前提下,既能求解规模更大的调度,又能进一步提高调度完工时间的精度.     

带运输和设置时间的无等待并行流水车间调度问题研究

研究了一类从无缝钢管生产作业中提炼出的新的并行流水车间调度问题.该问题具有工件无等待、工序之间存在运输时间、设备需要调整时间等特点.这些特点使得问题变得相当复杂.建立了大规模的混合整数规划模型,通过提出的变换方法简化和降低了模型的规模.针对此模型,提出并开发了适合此问题的遗传算法.通过实验比较六种规则调度方法及遗传算法的性能.计算结果表明,六种规则调度中最好的方法是SPT,而遗传算法调度的性能优于SPT.     

含作业到达时间的同类机调度问题启发式算法

研究了目标函数是最小化完成时间和的同类机调度问题,其中作业到达时间可能不同.此问题被证明是强NP-hard问题.由于同类机调度是一种重要的平行机调度问题,而最小完成时间和目标是最常见的正则目标之一,因此完成时间和的同类机调度问题在相关研究领域具有非常重要的地位.为此问题建立数学模型,通过对单机和同型机的相应问题研究成果的推广,提出6个启发式算法,给出算例及其计算结果,并通过实验对算法的性能及算法适应的情形进行了分析.     

连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢2连铸生产调度模型与算法

针对连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢-连铸生产调度问题,建立了基于浇次开浇时间的炉次指派和作业排序模型.在该模型中,通过浇次开浇时间单位提前/拖期成本的惩罚值的控制可以协调炼钢-连铸和热轧生产环节之间的匹配关系.对所建立的模型,提出了基于遗传算法和线性规划的实用算法,并给出了源于实际生产数据的计算实例.