求解机器人制造单元调度问题的化学反应优化算法

针对多类型工件加工机器人制造单元调度NP难题,提出一种局部搜索的化学反应优化算法。该算法采用基于迭代次数的线性排序选择,维持解的多样性;构建紧后工件阻塞时间最小化交换的邻域结构加快收敛速度。此外,该算法主要参数由正交试验获得。通过求解随机产生的算例,仿真结果表明,化学反应优化算法优于遗传算法,提出算法较化学反应优化算法能更有效地搜索到更好解。     

线性规划可行解的一个性质

通过对线性规划问题可行解的性质的推广,导出推广后的可行解与对应的对偶线性规划的约束条件之间互为充分必要的关系。     

车间作业调度的可行化判定及不可行解的纠正

生产调度过程中出现不可行解是调度研究经常遇到的问题之一.提出了对JSP调度方案进行可行化判定和纠正不可行解的可行算子,算子包括了基于有向图拓扑排序原理对车间作业调度方案进行可行判定的方法和将不可行解纠正为可行解的算法.证明了该纠正算法总能成功,并对算子的功能进行了拓展使之还可应用于不完备调度.最后讨论了可行算子的特点、时间效率和应用前景.     

制造单元布局问题的双目标模型与算法研究

单元制造系统的布局对于提高系统的效率起着十分重要的作用。以最小化物料周转量和设施面积为目标,建立了一个单元制造系统布局的双目标优化模型,在该模型中不同制造单元的布局、单元内部不同设施的位置与方向这几个问题可以同时进行优化。基于模拟退火邻域解的变尺度生成机制和双目标抽样准则设计了模型的求解算法。算例表明本文算法所得Pareto解集优于经典的NSGA-Ⅱ算法。     

智能制造环境下的备件生产与运输协同调度问题研究

智能制造和即时配送环境下的备件生产与运输协同调度问题是目前国内研究的一大热点,这是因为备件供应链响应速度已成为当前备件制造企业赢得客户的关键因素。为了提高客户满意度,尽可能缩短从客户下达定制化生产订单到订单配送完成的时间,本文建立了以所有客户总等待时间最短为目标的混合整数规划模型和集合覆盖模型,推导了最优解性质,并设计改进的分支定价算法求得最优解。通过将小规模算例结果与CPLEX进行对比,验证了模型和算法的有效性。多组算例测试结果表明,所提出的模型和算法可以有效提升智能制造环境下的备件供应链运作效率。     

一般非线性扩散方程Cauchy问题广义解的渐近性质

本文研究了比较一般的非线性扩散方程的Cauchy问题广义解的渐近性质.利用试验函数与积分估计的方法,获得了广义解当t→∞时的渐近性质以及其广义整体解u(x,t),推广了该类方程Cauchy问题广义解的性质.     

具有学习效应的半导体晶圆制造绿色车间调度问题研究

针对最小化最大完工时间、总碳排放以及总拖期时间的具有学习效应的半导体晶圆制造绿色车间调度问题,构建了双影响因素的新型学习效应模型,提出了改进的多元宇宙优化算法,并对其收敛性进行证明。通过对初始种群进行反向学习、宇宙个体进行莱维飞行扰动和对外部档案中的个体进行邻域搜索变异更新,产生新的父代个体,扩大了种群的多样性,避免算法陷入局部最优。通过对小规模和大规模测试算例的仿真实验,以及利用改进算法求解具有异质性机器的学习型半导体晶圆制造绿色车间调度问题,验证了本文所提出的算法对于求解具有学习效应的半导体晶圆制造绿色车间调度问题的有效性和可行性。     

基于生产前沿面的DEA有效单元再评价研究

对基于生产前沿面的DEA有效单元评价方法进行了研究.在分析总结当前基于优势前沿面和基于临界前沿面两种方法优缺点的基础上,提出了基于劣势前沿面的评价方法.新方法在分辨率和可比性方面进行了改进.     

集团分布式制造模式下生产调配优化模型研究及算法设计

基于分布式概念的集团分布式制造生产管理模式在市场中占据着越来越重要的地位,此种运营模式由制造型企业向服务型企业蔓延的趋势也越来越明显,然而针对这一具有自身特点的集团分布式概念下的生产管理模型的调度研究却很少。研究针对此生产管理模式下集团级的生产调配问题建立数学模型,综合考虑客户订单的分散情况、各分厂日生产能力限制和产品品种多样性的特点,采用改进的遗传算法求解该模型,提出一种基于订单和工厂的两段式非负整数染色体编码方法,保证了生产能力约束和订单约束,采用PMX交叉算法避免不合法染色体的出现。选取W集团一定计划期内的客户订单数据进行实例分析,验证了该生产调配模型和算法的有效性。     

整体建构,用高质量问题驱动学程——以“幂的运算性质”单元教学为例

幂的运算性质是整式乘法起始阶段的重要内容,由于教材上将同底数幂的运算性质、积的乘方分开编排,所以相关版本的教辅资料上也照此分割课时,造成几种幂的运算性质在教学时较孤立,学生学习幂的运算性质缺少整体观.基于上述理解,我们在最近一次教研活动中,"学材再建构"(著名特级教师李庾南语),从乘方运算出发,引导学生探究归纳出同底数幂的运算性质,再进一步借用乘方的意义生成幂的乘方、积的乘方,取得了较好的教学效果.本文先梳理该课教学活动,并阐释教学立意,供研讨.     

考虑序列设置时间的混合流水车间多目标调度研究

基于混合流水车间多品种的特性,序列设置时间和工序跳跃是很多车间在调度时需要考虑的两个重要问题,论文充分考虑这两种生产约束,建立了以最大完工时间和负荷均衡指标为双目标的混合流水车间多目标调度数学模型,并运用改进的NSGA-II算法对基于实际企业生产数据假设的算例进行仿真求解,结果表明求解的调度方案符合实际需求,能够为企业的实际调度提供有效的方案。     

Optimal Scheduling of a Two-stage Hybrid Flow Shop

We present an exact branch-and-bound algorithm for the two-stage hybrid flow shop problem with multiple identical machines in each stage. The objective is to schedule a set of jobs so as to minimize the makespan. This is the first exact procedure which has been specifically designed for this strongly -hard problem. Among other features, our algorithm is based on the exact solution of identical parallel machine scheduling problems with heads and tails. We report the results of extensive computational experiments on instances which show that the proposed algorithm solves large-scale instances in moderate CPU time.     

双目标可重入混合流水车间调度问题的离散灰狼优化算法

可重入混合流水车间调度问题普遍存在于许多高科技制造产业中,如半导体晶圆制造和TFT-LCD面板生产过程等,但目前关于可重入调度问题的相关研究还比较少。本文设计了一种改进多目标灰狼优化算法(IMOGWO)解决最小化最大完工时间和总拖期时间最小的可重入混合流水车间调度问题,针对该问题特点对基本灰狼优化算法进行了一系列改进操作。通过对小规模测试问题基准算例的数值实验,验证了所设计的IMOGWO算法求解该调度问题的有效性。实验结果表明IMOGWO算法在非劣解的收敛性和支配性方面显著优于已有的NSGA-II和MOGWO算法,在解的分布性指标方面IMOGWO稍微优于其他两种算法。     

具有优势机器的无空闲同顺序Flow Shop排序问题

本文讨论具有优势机器的无空闲同顺序Flow Shop排序问题的两种特殊情况,第一种情况是具有增减系列优势机器,第二种情况是具有减增系列优势机器．对于目标函数是最大完工时间,加权完工时间和,最大延误和延误工件数等问题,给出了求解最优排序的有效方法．     

混合无等待流水线干扰管理调度方法研究

针对带分批约束的混合无等待流水加工环境中干扰事件的出现导致初始调度计划发生偏离的问题,研究如何运用干扰管理理论来应对工件变更扰动情况,建立了兼顾最小化工件完工时间加权和指标(初始调度目标)和最小化工件完工滞后时间加权和指标(偏离校正目标)的干扰管理调度模型,提出了双层微粒群优化策略与随机多邻域搜索机制相结合的混合求解算法。数值算例仿真实验结果表明,包含“插入-交换”大概率邻域搜索算子的混合微粒群优化算法求解本文所构建的干扰管理调度模型是有效的。     

求解零等待流水车间调度问题的改进蝙蝠算法

针对零等待流水车间调度问题特性,设计了一种蝙蝠算法进行求解.算法模拟蝙蝠捕食搜索行为进行寻优,利用基于最小位置值规则的随机键编码方式来表示问题解,采用基于NEH方法的局部搜索策略和随机交换、插入、逆序操作的变邻域搜索策略来提高局部优化性能,进一步根据Metropolis概率准则接受劣解来避免早熟.通过典型算例对所提算法进行仿真测试并与粒子群算法和RAJ启发式算法进行对比,结果表明所设计算法求解零等待流水车间调度问题的有效性和优越性,是求解流水车间生产调度问题的一种有效工具.     

柔性Flow shop最小和调度问题的启发式研究

本文研究有n个作业须在s个处理机中心进行加工，处理机中心i由l1个同速机组成的非抢占式柔性nowshop加权完成时间调度问题。每个作业有同样的加工路径通过每个处理机中心，但只需在处理机中心的任一台机器上加工处理，作业到达时间相同。目的是确定一个作业在每个处理机中心机器上的可行调度序列，使所有作业在最后处理机中心的加权完成时间总和最小化。在作业处理时间和权重有界、每个作业的工序处理时间为同分布的随机变量、不同作业的处理时间相互独立时，通过分组这种机器环境，我们证明该问题在作业数趋于无究时，一个基于加权最短处理时间的启发式算法是渐近最优的。     

机器具有优势关系下的工件加工时间可控的流水作业排序问题

本文主要研究机器具有优势关系下的工件加工时间可控的流水作业排序问题.我们主要对以下两种情形进行了讨论:工件加工时间为线性恶化和线性学习.对于每一种加工模型,我们分别研究了几类不同的优势机器,并且对每种情况均给出了多项式时间算法.     

求解混合流水线调度问题的离散人工蜂群算法

本文给出了一种离散的人工蜂群算法(HDABC)用于求解混合流水车间调度(HFS)问题。采用工件排序的编码方式,并设计了四种邻域结构。雇佣蜂依次分派到解集中每个解,采用结合问题特征的局部搜索策略完成挖掘搜索工作。跟随蜂随机选择两个解并挑选较优者作为当前解,完成进一步的探优过程。侦察蜂采用三种策略跳出局部极小。通过34个同构并行机HFS问题和2个异构并行机HFS实际调度问题的实验,并与当前文献中的典型算法对比,验证了本文提出的算法无论在算法时间还是在求解质量上,都具备良好的性能。     

Hybrid Rollout Approaches for the Job Shop Scheduling Problem

In this paper, we focus on heuristic approaches for solving the deterministic job shop scheduling problem. More specifically, a new priority dispatch rule and hybrid rollout algorithms are developed for approaching the problem under consideration. The proposed solution algorithms are tested on a set of instances taken from the literature and compared with other methods. The computational results validate the effectiveness of the developed solution approaches and show that the proposed rollout algorithms are competitive with respect to several state-of-art heuristics for solving the job shop scheduling problem. The author thanks Dr. Marco Mancini and Dr. Alessandro Tarasio for valuable suggestions about computational issues.