基于帝国主义竞争算法的切削参数优化

本文采用帝国主义竞争算法来研究数控切削参数优化问题。首先,根据生产加工中的经验公式,考虑以最大化生产率为目标,引入加工中机床和刀具的各类约束,建立数学模型。其次,运用帝国主义竞争算法及其相应的约束处理机制求解切削参数优化问题。最后,将帝国主义竞争算法的求解结果与其他算法的结果进行比较,显示出该算法能比其他算法能获得更好的结果,验证了其有效性和优越性。     

求解分布式柔性作业车间调度的混合蛙跳算法

针对分布式柔性作业车间(Distributed flexible job shop scheduling problem,DFJSP)最小化最大完工时间问题,提出一种混合蛙跳算法.在该算法中,编码采用基于工序序列和工厂序列的部分解空间编码方案,机床选择在解码过程中通过规则确定.引入变邻域搜索算法提升蛙跳算法的局部搜索能力.为了弥补部分解空间编码不能探索整个解空间的缺点,引入针对关键工厂的全解空间禁忌搜索,从而扩大算法解空间、进一步提升算法的局部搜索能力.通过对基准实例的求解,并与现有的最先进算法进行对比,验证了所提算法的有效性和优越性.     

面向高效低碳的切削参数与柔性作业车间调度集成建模与优化

传统制造业切削参数优化与柔性作业车间调度优化通常独立进行,将切削参数与调度方案之间进行集成优化,能更好地解决车间高效低碳优化问题.以制造过程碳排放和最大完工时间为目标,建立切削参数与柔性作业车间调度高效低碳集成优化模型,提出一种改进的离散化引力搜索算法(IDGSA)求解机器切削参数与调度方案之间的协同优化问题.根据集成优化问题特性,首次设计了一种工件序列—机器序列—切削参数模式三层编码方式,并且不同的编码方式采用不同的初始化方法,保证初始解的质量以及多样性.针对集成优化问题的三层编码特性,提出一种新的竞选机制,竞选出最优双层序列,与精英质点的工件序列交叉产生新的质点,引导算法向真实Pareto前沿靠近;所提算法中采用多点交叉和变邻域搜索实现分散搜索与集中搜索有机平衡.通过对比改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和离散化引力搜索算法(DGSA),以及将提出切削参数可变的集成优化方法与3种切削参数不可变的优化方法进行对比,验证了所提改进算法的优越性和集成策略的有效性.     

基于改进Jaya算法的柔性作业车间调度问题

鉴于柔性作业车间调度问题(FJSP)是广泛存在于制造企业实际生产过程中的复杂NP-hard组合优化问题,针对FJSP的特点,结合Jaya算法与禁忌搜索算法的各自优势,提出一种改进Jaya算法求解该问题.在该算法中,根据离散的Jaya算法公式提出一种扩展离散Jaya算法操作机制,设计了Jaya迭代候选解集方法以及结合相似度和最大完工时间的选择策略,保证了种群的多样性并提高了Jaya算法的搜索能力;提出融合M.G.和N7两种邻域结构的禁忌搜索算法,使混合算法在分散搜索和集成搜索之间达到平衡.通过测试著名的FJSP基准问题,显示了所提算法在质量方面优于当前文献,并通过实验验证了算法的有效性和优越性.     

基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间调度

采用多目标进化算法解决具有工件释放时间、工件目标差异的柔性作业车间调度问题。依据实际制造系统中存在较多的最大完工时间、平均流经时间、总拖期时间、机器总负荷、瓶颈机器负荷和生产成本性能指标,建立多目标柔性作业车间调度模型。针对柔性作业车间调度问题的特点,设计一种扩展的基于工序的编码及其主动调度的解码机制,以及初始解产生机制和有效的交叉、变异操作;针对非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)在非支配解排序和精英选择策略方面的不足,设计一种改进的非支配排序遗传算法,应用改进的算法求解柔性作业车间调度问题得到一组Pareto解集,并运用层次分析法选出最优妥协解。通过测试基准和模拟实际生产的实例,验证提出算法的可行性和有效性。     

基于数据驱动方法的再制造系统瓶颈分析

再制造系统存在不确定因素和随机事件,使得系统的瓶颈随着外部条件和系统状态变化在时间、空间上发生变动.当前系统存在的瓶颈在下一时刻可能不再是瓶颈,而当前瓶颈对系统的影响将持续到系统平衡发生改变.因此,对瓶颈漂移现象的提前预测成为生产管理领域亟需解决的问题.本文使用Arena建立再制造生产线仿真模型,使用瓶颈指数进行瓶颈识...     

基于Memetic算法的有限缓冲区流水车间调度问题

针对有限缓冲区流水线调度问题,提出一种基于变邻域搜索策略的Memetic算法。在基本遗传算法中,采用NEH算法和改进IG算法产生部分初始种群,使用部分交叉算子和插入变异算子,在交叉和变异之后设计一种改进变邻域搜索方法来进行局部搜索。在该改进变邻域搜索中,将模拟退火算法作为变邻域搜索中的局部搜索方法,大大增强了算法的寻优能力,使得Memetic算法在集中搜索和分散搜索之间达到更合理的平衡。运用提出算法求解经典基准算例,并与当前先进算法比较,验证了所提算法的有效性。     

基于混合教与学优化算法的炼钢连铸调度

根据炼钢厂的实际生产环境,建立了无等待多工艺路线的炼钢连铸模型,提出一种混合教与学优化算法求解该模型。在混合算法中,引入转换规则的教与学优化算法求解离散问题;采用变邻域搜索调整机器选择,教与学优化算法调整调度顺序的方式,将并行问题串行化。对具体实例进行测试,将人工调度方法、遗传算法、教与学优化和混合教与学优化算法的结果进行比较,验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于混合粒子群算法求解多目标混流装配线排序

针对生产调度中的多目标混流装配线排序问题,建立以最小化超载时间、产品变化率与总切换时间为优化目标的数学模型,并提出一种改进的多目标粒子群算法求解。该算法采用基于工件的编码方式,并提出新的解码方法;应用Pareto排序和小生境数评价个体,在此基础上形成了一种新的适应度函数。在个体最优解的更新中,为避免最优解丢失,对非支配粒子与支配粒子采用差异化方法更新。此外,运用两种策略解决粒子群算法过早收敛的问题:在个体最优解的更新中引入模拟退火思想,并将全局最优解的选择扩大到整个种群。通过数值算例研究了算法的收敛性、分布性和执行效率,结果表明了所提算法的优越性。     

不同再调度周期下的柔性作业车间动态调度

为了研究柔性作业车间周期性再调度对生产稳定性和效率的影响,通过模拟随机工件到达的生产环境,运用周期性再调度的调度策略,将各个工件依次划入对应的调度区间,以效率和稳定性为目标,设计了一种基于Pareto概念的多目标差分进化算法对每个调度区间的工件进行调度优化,并从获得的非支配解集中采用决策策略选出一个调度方案作为实际调度加工方案。通过研究不同的再调度周期下与完工时间、总拖期、总效率和总稳定性之间的相互影响关系,有效地指导了实际生产实践。