摘要：鉴于多项目并行以及因随机返工和紧急插单而导致的任务抢占特征,使设计项目群调度问题难以求解,而传统随机动态规划方法因维数灾难只能获得小规模问题的最优策略,为构造面向大规模问题的高效近似方法,提出将原随机调度问题近似分解为各个状态下的确定性调度子问题,从而获得原问题的次优策略。建立了确定性调度子问题的混合整数规划模型,并提出基于元启发式算法和优先规则的求解方法。基于标准测试集PSPLIB设计了多组计算实验,在不同调度环境下验证了所构建模型和算法的有效性。实验结果表明,元启发式算法不但在单项目平均拖期比目标下较最优规则提升了12%以上,而且具有较高的计算效率,能够满足实际决策需求。

摘要：为了满足多楼层生产车间之间的物料运输需求,同时减少企业成本,自动存取系统的设计问题变得愈发重要。带有多层级货架的自动小车存取系统因其优秀的吞吐能力和柔性,具有很好的应用前景。为了分析多层车间中带有多层级货架自动小车存取系统并行作业的性能,在分析自动导引小车(AGV)和电梯、伸缩臂作业方式的基础上,构建了半开排队网络模型,并设计了基于近似均值分析法的近似求解算法。该方法首先将半开排队网内部网络分为不同的单独网络模型,并分别重构为等效的闭排队网络模型。这些网络模型最终被聚合成一个节点,与外部的同步节点联合构建闭排队网络模型求解吞吐率。最后,针对内部网络的单独节点进行分析计算,得到其他系统性能指标。通过设计仿真实验,验证了所提方法的有效性和准确性。

摘要：针对多层单元流水式车间,考虑其具有随机性因素的特点,研究了该车间的布局优化方法。首先,以最小化总运输成本为目标函数,建立具有产出率和生产周期等约束的优化模型;其次,根据系统性能指标没有封闭数学表达式的问题特点,提出一种基于分解协调的优化算法,同时嵌入排队网模型进行迭代求解;最后,设计了一系列算例实验验证所提方法的有效性和优越性,并将其代入实际生产车间进行案例分析,为该类生产车间的布局规划问题提供重要的决策依据。

摘要：以大规模定制化的家电行业生产为背景,将家电总装产线的投产排序决策抽象成为一类带准备时间的异构并行机动态调度问题。针对人工调度规则解决动态调度问题简单高效,但场景适应性弱的特点,引入了基于遗传规划(genetic programming,GP)的规则自动设计框架。首先,通过分析家电总装产线生产特征以及优化需求,以最小化平均拖期为优化目标,建立异构并行机调度模型;随后,针对问题特征,构建线体指派-工单排序规则对协同进化的改进型GP算法,并提取线体、工单的特征属性输入GP算法框架以自动设计调度规则。最后,基于某家电企业实际案例数据设计大量算例测试集,通过对比GP算法与人工设计规则在差异化工况场景的实验结果,验证GP算法有效性,并进一步分析了GP算法构造规则受不同生产环境参数的影响。

摘要：为了减少装配作业车间内因物料齐套产生的等待浪费,使具有装配约束的关联零件加工进度得到有效协同,设计一类卡片导航平衡控制系统(control of balance by card-based navigation,COBACABANA)。其基于两类卡片循环回路实现任务投放与作业分派的可视化进度协同控制逻辑。本文详细介绍系统的运行机制和系统控制参量,通过构建一般化的装配作业车间仿真模型,探讨在不同装配关联度下各控制参量的性能变化。实验结果表明,COBACABANA系统性能良好,并且选择合适的控制参量就能够有效提升关联零件的进度协同性。

摘要：为节省企业成本,更好地适应市场的竞争环境,考虑多层车间与自动存取系统的规划设计问题变得愈发重要。针对定制型装备制造企业,多层车间中自动小车存取系统的自动导引小车(AGV)数量配置优化,研究将排队网络分析模型与启发式算法相结合的优化方法。以最小化AGV投资成本为目标函数,建立以吞吐率和空闲AGV数量两个性能指标双重约束的优化模型。由于约束条件无法用决策变量的封闭形式表示,提出排队网络模型用于求解性能指标,并通过将性能分析方法嵌入进启发式算法来优化AGV的配置方案。最后设计实验算例,通过将算例结果与仿真实验结果进行对比,验证了所提方法的有效性和准确性。

摘要：为了适应定制化、快速响应的市场需求,考虑物料储运系统有限运载能力的设施布局问题日益重要。针对具有单向多重封闭回路自动导引小车(AGV)的智能车间制造单元上料与下料(P/D)口布局问题,研究了将智能搜索算法与无导数直接搜索算法相结合的仿真优化方法。建立以最小化平均运输总成本为目标函数,以P/D口几何位置和AGV平均拥堵时间等车间运行过程性能指标为约束的优化模型;针对该模型的目标函数没有封闭的数学表达形式的特点,设计了一种基于仿真的遗传网格自适应直接搜索算法(GMADS)求解该模型;提出一种基于仿真信息与问题特征的方法,改善算法搜索方向,提高解的质量及算法的效率;通过设计对比实验和实际智能车间的应用案例,验证了所提优化算法求解车间单元P/D口布局问题的有效性、优越性及其应用价值。

摘要：针对多层单元流水式车间,着重考虑其运输资源共享的特点,研究该车间的排队网建模方法。首先,定义不同任务的可能场景及其发生概率,采用两矩近似法描述任务节点的服务时间;其次,提出一种混合排队网模型处理车间中的同步性约束问题,并根据这些约束建立模型中各节点的关系,考虑一般分布和有限缓存区,通过迭代近似求解系统的性能指标;最后,设计了一系列的算例实验并与仿真结果对比,验证了假设模型的有效性和求解方法的精确性,并分析运输设备和缓存区对系统性能的影响,为该类生产车间的资源配置和布局规划等问题提供重要的理论支撑。

摘要：为最小化物料搬运成本,结合有向图强连通性理论,提出一种改进变邻域搜索算法。首先,以最小化AGV的运载和空载成本为目标,建立相应的数学规划模型。接着,给出一种初始解生成方法,并构建目标函数计算的网络流模型。然后,为提高局部搜索能力,以有向图强连通性中反转路、反转圈保持强连通性为基础,提出3种邻域结构生成方法,以保证邻域解搜索过程中解的可行性,提高求解效率和质量。最后,针对6个基准案例,运用算法求解,并将其与其他多种启发式算法进行比较。实验结果表明,对于中小规模问题案例,算法求得案例的最优解;对于两个大规模案例,算法求得新的最好解,验证了提出算法的有效性。

摘要：针对运输批量是变量、具有储运单元的柔性流水车间模型,建立了有限缓存的开排队网模型来描述该问题。依据离散马尔科夫过程的原理,对状态空间分解法进行改良以近似求解该模型。将模型分解为单个到达批量离开(小车前缓存)、批量到达批量离开(小车)与批量到达单个离开(小车后缓存)三个节点,并建立各节点对应的状态空间模型与状态平衡方程。通过仿真模型对比实验验证了状态空间分解法的有效性,并确定了状态空间法求解此类问题的精度。改良的状态空间法为深入了解带储运单元的柔性流水车间的系统性能、对相关系统进行系统设计或资源优化提供了基础。