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资源约束项目的改进差分进化参数控制及双向调度算法

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自动化学报 2020年第2期46卷 283-293页

作者：项前周亚云吕志军东华大学机械工程学院

针对资源约束项目调度组合优化难题,提出一种改进的动态差分进化参数控制及双向调度算法.通过参数时变衰减与个体优劣评价,自适应控制个体进化参数,提高算法的收敛性能、勘探与开发最优解的能力;基于动态差分进化(Dynamic differential ... 详细信息

针对资源约束项目调度组合优化难题,提出一种改进的动态差分进化参数控制及双向调度算法.通过参数时变衰减与个体优劣评价,自适应控制个体进化参数,提高算法的收敛性能、勘探与开发最优解的能力;基于动态差分进化(Dynamic differential evolution, DDE),提出一种双向调度算法,使用满足任务时序约束的优先数编码、交替正向反向调度,结合标准化编码调整与精英保留的种群随机重建策略,建立了一种高效稳健的双向编码调整机制.通过著名的项目调度问题库(Project scheduling problem library, PSPLIB)中实例集测试,并与其他文献算法比较最优解平均偏差率,验证了所提算法的有效性与优越性.

关键词：资源约束项目动态差分进化参数控制双向调度

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利用演示实验创建智慧课堂

中学物理教学参考 2013年第9期42卷 25-27页

作者：周亚云江苏省奔牛高级中学

物理学是一门以实验为基础的自然学科．物理学的发展离不开实验，在教学中如果能运用实验手段来研究问题，就能让学生获得直接经验，形成感性认识．而物理实验的器材资源不仅限于实验室的现有设备，我们身边的物品和器具等也是重要的实... 详细信息

物理学是一门以实验为基础的自然学科．物理学的发展离不开实验，在教学中如果能运用实验手段来研究问题，就能让学生获得直接经验，形成感性认识．而物理实验的器材资源不仅限于实验室的现有设备，我们身边的物品和器具等也是重要的实验资源．如果能充分地利用各种资源，巧妙地设计一些演示实验，就能激发学生的求知欲望，从而积极地接受新知识．下面，笔者结合一些教学案例，谈一谈多样化的演示实验．

关键词：演示实验智慧课堂利用实验资源教学案例自然学科实验手段直接经验

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密集仓储作业优化与调度方法研究

密集仓储作业优化与调度方法研究

作者：周亚云东华大学

学位级别：硕士

近年来随着物流仓储行业的迅速发展,精益仓储对自动化、数字化及智能化提出了更高的要求。为了降低运营成本,密集仓储应运而生并得到了广泛运用,其具备占地面积小、作业规模大、设备种类多、设备数量多及任务并行等特点,但这也给自动化... 详细信息

近年来随着物流仓储行业的迅速发展,精益仓储对自动化、数字化及智能化提出了更高的要求。为了降低运营成本,密集仓储应运而生并得到了广泛运用,其具备占地面积小、作业规模大、设备种类多、设备数量多及任务并行等特点,但这也给自动化仓储作业优化与调度带来了新的挑战。作业优化包括作业顺序优化、货位优化等环节,其中,货位决策优化是仓储作业过程中重要的工作之一,极大程度地影响着作业效率及成本,而传统的货位决策大多依赖于仓储管理人员的经验,具有一定的盲目性。其次,一般情况下密集仓储作业满足“先来先做”的要求,作业流程的执行具有事件响应特性,在多任务、高并发及异构设备多的仓储环境下,作业约束复杂,事先分配仓储设备资源及路径规划的算法,无法及时准确地调度仓储设备,异构多设备的协同调度也愈发困难。因此,利用互联网及人工智能进行科学合理的仓储货位优化及设备调度,对提升作业质量与效率具有重要意义。课题的主要研究内容如下:（1）密集仓储作业优化与调度分析建模针对密集仓储作业优化与调度问题,进行了仓储作业过程需求分析,剖析了货位优化及设备调度在作业流程中的触发及作用机制。给出了基于事件驱动的货位优化与多设备协同调度问题框架描述,考虑托盘使用状态、库存情况及动态货位可行域等复杂约束条件,进行了货位优化问题描述,并将调度问题分解为作业活动事件调度、环轨及穿梭RGV资源调度两部分。通过仓储作业数据流、功能流分析,设计密集仓储货位优化及设备调度系统功能结构。基于E-R图分析货架、货位、托盘、物料、设备、作业及事件等实体的关键属性,建立关系数据库及对象关系映射模型,为货位优化及设备调度问题的求解提供模型及数据访问基础。（2）提出了响应动态约束的仓储货位优化模型及算法针对密集仓储动态货位优化问题,考虑库存、货位可行域、托盘使用情况等动态约束条件,以货架稳定性、作业均衡及作业路径最短为目标,构建了货位多目标优化数学模型,设计了基于差分进化（DE）的动态货位决策优化算法。为了克服算法参数选择的盲目性,采取变异系数、交叉率自适应进化策略,提高算法在大规模作业下的搜索与勘探能力。使用货位随机数编码,根据实时货位可行域进行个体解码,以响应动态货位约束条件。为了获得满足实际应用的最优解,提出了基于层次分析的Pareto解评价方法,从而获得多批作业货位持续优化的目标权重,并研究了多目标权重对货位持续优化能力的影响规律,为仓储货位决策提供合理方案。多批作业算法试验结果表明,所提算法效果显著优于多目标简单加权算法,能够有效应用于动态货位决策与优化。（3）提出了一种密集仓储多设备协同调度方法仓储作业由多种搬运设备协作完成,在多任务、高并发、设备种类多等环境下,针对环形轨道RGV、输送机、提升机、穿梭车等异构设备协同调度问题,给出了一种面向密集仓储的多设备协同调度方法。基于排队论,对密集仓储平台设备配置及布局进行了调度瓶颈分析,避免因布局不合理引起的设备资源利用率低、作业响应能力差等问题。提出了基于事件规则驱动的多设备实时调度模型,以准确及时地控制异构设备执行作业,使业务流程按步骤进行。针对搬运RGV的交通调度问题,提出基于“队尾最近”的环轨RGV选择分配、避免环轨RGV追尾堵塞等算法。为提高库内穿梭车的并行作业效率,提出以作业均衡及作业路径为目标的穿梭车调度算法。试验应用结果表明,所提方法作业执行总时间短、设备堵塞次数少,能够有效解决异构、同构设备间的动态调度问题。（4）基于Web的密集仓储货位优化及多设备调度系统实现课题受上海市科学技术委员会科研计划项目（17DZ2283800）及松江区重点领域示范应用项目（2018-01）资助。以企业密集仓储实际作业为平台,基于面向服务的架构（SOA）,根据以上研究工作,利用*** Core、Web API、MVC及SQL Server等技术,设计智能化作业优化与调度微服务,并开发Web应用程序,实现分布式仓储作业优化与调度Web可视化。设计系统Web应用接口,实现与仓储管控系统的集成,并在企业进行现场测试与应用。应用结果表明,系统能够有效解决密集仓储作业优化与调度问题。综上所述,所提方法在仓储Web管理与监控系统中得到了实现与应用,应用效果显著,为合理科学地进行货位优化及调度提供了智能化手段,为进一步的研究提供了技术基础。

关键词：密集仓储货位优化差分进化算法设备调度事件规则 Web应用

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起伏地区天然气集输管线积液规律研究

起伏地区天然气集输管线积液规律研究

作者：周亚云中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

我国气田多位于地形起伏区域,其集输管线内的积液会造成管道安全隐患。研究地形起伏对天然气集输管线积液的影响很有必要。通过比选两相流计算公式,建立起伏地区天然气管线积液稳态模型,编制天然气管线积液计算软件,用于预测起伏地区天... 详细信息

我国气田多位于地形起伏区域,其集输管线内的积液会造成管道安全隐患。研究地形起伏对天然气集输管线积液的影响很有必要。通过比选两相流计算公式,建立起伏地区天然气管线积液稳态模型,编制天然气管线积液计算软件,用于预测起伏地区天然气集输管线积液分布情况。为研究倾角对积液的影响,对Λ、V、∩、∪型和∨型起伏管道进行模拟。当倾角在30°0°时,Λ、V、∩和∪型起伏管道的上坡管道持液率较高,积液量较多。倾角相同时,V型管道积液量高于Λ型,∪型管道积液量高于∩型。工程选线时,应避开在该角度范围内的V或∪型地势。对∨型起伏管道,积液与低洼处夹角和上坡管道倾角均有关。当低洼处夹角为120°且上坡管道倾角为30°时,管道末端积液量最大,为0.75 m。为研究管道起伏对积液的影响,对3种等长度不同起伏的管道进行模拟。当倾角一定时,3种起伏管道的前端和末端各500 m范围内的持液率相差不大,中间部分的持液率相差较大。管线起伏主要改变中间管线持液率分布,对管道前端和末端的持液率影响不大。在积液量方面,V型管道积液量最高,3V型管道积液量最低。一定程度上,管线起伏越多,管道积液量越低。采用积液稳态模型,计算某气田起伏管线积液分布,结果表明,在里程为964m725 m范围内,管道持液率达到近0.3,积液量增加7 m。从积液预防方面,增大气液比或降低管线压力可减少积液量。从积液治理方面,当管线终点压力降至7.47 MPa时采取清管。

关键词：起伏管道集输持液率积液方案

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响应动态约束条件的多目标货位优化算法研究

智能系统学报 2020年第5期15卷 925-933页

作者：项前周亚云陆枳屹余玉风东华大学机械工程学院上海201620

针对自动化立库货位决策与优化问题,考虑到优化目标多样、托盘使用状态及可分配货位动态变化等因素,提出了一种响应动态约束条件的多目标货位优化算法。以巷道作业均衡、货架重心稳定及作业路径最短建立多目标优化模型,基于变异系数自... 详细信息

针对自动化立库货位决策与优化问题,考虑到优化目标多样、托盘使用状态及可分配货位动态变化等因素,提出了一种响应动态约束条件的多目标货位优化算法。以巷道作业均衡、货架重心稳定及作业路径最短建立多目标优化模型,基于变异系数自适应差分进化算法,使用货位随机数编码,根据实时货位可行域进行个体解码,以响应动态货位约束条件。提出了基于层次分析的Pareto解评价方法,从而获得多批作业货位持续优化的目标权重,为仓储货位决策提供合理方案。多批作业算法实验结果表明:所提算法效果显著优于多目标简单加权算法,能够有效应用于动态货位决策与优化。

关键词：自动化立体仓库货位优化动态约束持续优化差分进化变异系数自适应层次分析法多目标 Pareto解

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石油化工生产区域多米诺效应定量风险分析

油气储运 2016年第5期35卷 457-464页

作者：程福松侯磊周亚云中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室

为了更好地实现石油化工生产区域的定量风险分析,介绍了多米诺效应的定义和评价流程,总结了国内外相关研究成果,分析了风险评价中使用到的热辐射、超压、碎片对设备损坏概率的计算模型,认为模型对影响因素的考虑不够全面,影响了评价结... 详细信息

为了更好地实现石油化工生产区域的定量风险分析,介绍了多米诺效应的定义和评价流程,总结了国内外相关研究成果,分析了风险评价中使用到的热辐射、超压、碎片对设备损坏概率的计算模型,认为模型对影响因素的考虑不够全面,影响了评价结果的准确性,提出了未来应该关注的研究方向。通过多米诺场景概率计算出人员伤亡概率,为事故的救援工作提供了支持。为了完善国内的风险评价内容,应该逐步在制定规范时对多米诺效应的评价提出要求,根据评价结果采取相应措施,中断初始事故的扩展蔓延,防止事故多米诺效应的发生。(图2,表3,参35)

关键词：多米诺效应模型热辐射超压碎片个人风险