汽配件颜色喷涂顺序问题的TSP转化与建模

汽配件颜色喷涂顺序问题通常以生产线上相邻汽配件颜色切换次数少为最优目标,以进一步降低生产成本.该类问题具有所有汽配件都必须喷涂一次且只喷涂一次的特点,为此提出了TSP转化与建模的方法.将待喷涂汽配件定义为TSP顶点,任意两个待喷涂汽配件的颜色切换定义为顶点的距离,仿照TSP问题构建0-1规划模型;类似于顶点距离,将某些汽配件的颜色或类别不相邻要求定义为0-1矩阵,巧妙地构造了喷涂生产的约束条件.该建模方法简单快速,通用性高,适用于具有类似特点的各类生产实践问题.     

随机空间柔性多体系统动力学分析

轻质、高精度的柔性多体系统被广泛应用于实际工程领域中.由于实际设计公差、制造误差及环境温度等多种不确定因素的存在,使得柔性多体系统的结构参数(物理参数和几何参数)表现出随机性.具有随机结构参数的动力学模型能够客观地反映出真实系统的动力学行为,且结构参数的不确定性对空间柔性多体系统动力学响应的影响是不容忽视的.针对具有多个随机参数的空间柔性多体系统,提出了一种基于广义alpha算法的非侵入式随机柔性多体系统动力学计算方法.采用绝对节点坐标公式(absolute node coordinate formulation, ANCF)来描述柔性体, 推导建立多体系统动力学模型.利用混沌多项式展开(polynomial chaos expansion, PCE)法构建系统随机动力学方程的代理模型,然后将随机响应面法(stochastic response surface method, SRSM)嵌入广义-alpha方法中,分别采用改进抽样的回归方法(regression method of improved sampling, RMIS)和单项求容积法则(Monte Carlo simulation, MCR)来确定样本点.将数值计算结果与蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation, MCS)结果进行对比, 验证了所提算法的有效性.在相同的定积分精度的条件下,根据单项求容积法则确定的样本点的计算结果稳定性更强, 且其计算效率更高.      

基于计算机视觉技术的茶叶品质随机森林感官评价方法研究

为弥补茶叶品质感官审评存在的缺陷，利用计算机视觉技术对茶叶品质进行快速无损评价研究。以碧螺春绿茶为对象，依据专家感官审评结果，将茶样分成4个等级；采用中值滤波及拉普拉斯算子对茶样图像进行预处理，并提取预处理后的茶样图像的颜色特征和纹理特征以表征茶叶图像的外形特征，利用随机森林算法对茶叶外形特征属性进行重要性排序；筛选出重要性较大的特征及随机森林算法中最优的决策树棵数建立感官评价模型，并与建立的支持向量机(SVM)模型性能相比较。结果表明：色调均值、色调标准差、绿体均值、平均灰度级、饱和度均值、红体均值、饱和度标准差、亮度均值、一致性等9个特征属性的重要性较大，且与感官审评特征描述结果相一致；当采用优选出的9个重要性较大的特征及决策数棵数为500时，建立的模型性能最优，模型总体判别率为95.75%，Kappa系数为0.933，OOB误差为5%，较SVM模型分别提高了3.5%，0.066，优选的9个重要性较大的图像特征与感官审评特征描述相一致。研究表明：利用随机森林方法筛选出对茶叶外形特征属性贡献最大的少数几个特征建立模型，模型性能就能达到很好的识别效果，模型得到简化，同时模型精度和稳定性都高于其他方法。     

基于混合效应模型的医保费用测算及监控

近几年医改的一个核心内容就是医保支付方式的改革。2012年12月,人力资源和社会保障部、财政部、卫生部三部门联合出台了《关于开展基本医疗保险付费总额控制的意见》,提出在未来两年里,在所有医疗保险统筹地区实行总额预付工作。实行总额预付制的关键是如何科学合理的测算每家医院的预算总额。本文利用线性混合效应模型分别对某市684家医院的病人数,平均费用进行建模,给出每一家医院来年医保费用的合理参考,并且利用模型中的随机效应项自动识别医保费用和病人数异常的医院,为医保监管机构的监管提供科学依据。     

基于PSO-HJ算法的多无人机协同航迹规划方法

针对多无人机协同航迹求解计算量大、难以收敛等问题,提出了一种基于粒子群优化和Hook-Jeeves (PSO-HJ)搜索算法相融合的多无人机时间协同三维航迹规划方法。首先,建立了单无人机航迹规划求解模型。然后,通过对适应度评价函数值低的粒子引入Hooke-Jeeves搜索算法,提高了粒子多样性,改善了航迹规划算法收敛性;对不满足约束的粒子引入约束违反度函数,基于比较准则提出了一种新的粒子评价机制,促进粒子搜索位于约束边界的最优解,加快了航迹规划算法的计算效率。最后,设计了一种多无人机时间协同航迹规划求解算法,利用PSO-HJ算法先分别求解单无人机航迹信息,通过多无人机集中航迹规划层协调到达时间实现协同航迹规划。仿真结果表明,PSO-HJ算法的精度比量子粒子群(QPSO)算法精度提高了20.85%,比PSO算法精度提高了58.14%,更适用解决实际复杂的多机协同规划问题。     

一带一路背景下企业地域影响力发展的规划研究

面对一个分布在新地理区域的新市场,合理规划区域服务影响力的发展战略对企业至关重要。本文假设企业的服务影响力在地理区域上的发展可以用其地理上分布的立足点来表示。单个立足点覆盖有限范围内的地理区域,并且在一个特定时刻用所有立足点所覆盖地理区域的总和来表示企业该时刻的发展状态。由于资源限制,企业对经济发展迅速的区域的覆盖必须在一定时间内逐步完成。因此,在发展时期内如何确定立足点的位置并使其位于知名城市中,是企业管理者亟待解决的问题。针对这个问题,本文首先基于时间序列预测方法建立了区域经济指标评估模型;然后使用集合覆盖理论提出了以成本和满意度为目标的选址优化模型并使用分支定界算法求解该模型;最后,使用从“一带一路”地区收集的数据对模型进行了检验。结果表明,该方法对有相关问题的企业具有较大的参考价值。     

具有学习和退化效应的单机干扰管理问题

针对工件同时具有学习和退化效应、机器具有可用性限制这一问题,建立可预见性单机干扰管理模型。在这一模型中,工件的加工时间是既与工件所排的加工位置又与工件开始加工的时间有关的函数。同时,在生产过程中由于机器发生故障或定期维修等扰动事件导致机器在某段时间内不能加工工件。目标是在同时考虑原目标函数和由扰动造成的偏离函数的情况下,构建一个新的最优时间表序列。根据干扰度量函数的不同研究了两个问题,第一个问题的目标函数是极小化总完工时间与总误工时间的加权和;第二个问题的目标函数是极小化总完工时间与总提前时间的加权和。对于所研究的问题,首先证明了最优排序具有的性质,然后建立了相应的拟多项式时间动态规划算法。     

带阀点效应水火联合调度问题的一种半定凸松弛求解法

水火联合调度问题是电力系统中一类复杂的优化问题。合理安排调度周期内的水火电出力,确定一个最优发电计划,可以带来巨大的经济效益。在实际系统中,汽轮机调汽阀开启时出现的拔丝现象会使机组耗量特性产生阀点效应。忽略阀点效应,在一定程度上降低求解的精度。本文考虑带阀点效应的水火联合调度问题。该问题非凸非光滑,且带有非线性约束,直接使用确定性全局优化方法求解是相当困难的。本文使用高效的半定规划求解此问题。首先用耗量特性函数的初始周期代替其余有限的周期,并对其进行二次拉格朗日插值拟合。再通过引进0-1变量,得到整个耗量特性函数的近似,进而把问题松弛为半定规划模型。最后,采用凸规划应用软件包CVX求解一个仿真算例,得到一个近似全局最优解。     

面向远海岛礁群的双向物流网络规划

针对若干远海岛礁群系统封闭性的分布特点,将中心岛礁选址、各岛礁建设泊位数量和规模、仓库储存量、运输船型和数量以及航线设置、班期组织等作为规划内容,以整个运输网络系统总成本最低为原则,综合考虑了仓库存储理论,建立了兼顾“选址-库存-路径”的规划模型。结合所建模型特点,提出了双层并行搜索遗传算法,构建了以海上运输为基本交通方式的双向物流系统。最后,以我国南海为例进行建模并求解,采用不同算法并通过多组不同规模的算例进行演算比较,验证了所建模型和算法的有效性与合理性。