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基于块结构邻域的智能算法求解可重入作业车间调度问题

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基于块结构邻域的智能算法求解可重入作业车间调度问题

作者：孙在省昆明理工大学

学位级别：硕士

在智能制造系统中,调度是影响企业生产效率的关键因素。采用合理的调度可以缩短工期、减少库存、按时交货和提高信誉。随着全球市场竞争的加剧、客户需求的多样化和个性化,制造系统的调度问题日益受到广泛的重视。车间调度问题通常存在... 详细信息

在智能制造系统中,调度是影响企业生产效率的关键因素。采用合理的调度可以缩短工期、减少库存、按时交货和提高信誉。随着全球市场竞争的加剧、客户需求的多样化和个性化,制造系统的调度问题日益受到广泛的重视。车间调度问题通常存在非线性、强约束、多目标、不确定等复杂性,而且规模庞大、建模困难。开发适合于生产车间调度问题的智能优化算法,已经成为生产调度领域的研究热点。邻域结构的设计和性质分析是组合优化领域的重要研究问题。有效的邻域结构可明显加快算法的收敛速度,并提高整个算法的搜索性能。樽海鞘群算法（Salp swarm algorithm,SSA）和花粉算法（Flower pollination algorithm,FPA）是新兴的群体智能进化算法,可用于求解复杂的连续或离散优化问题。贝叶斯进化算法（Bayesian evolutionary algorithm,BEA）作为一种基于条件概率分布模型的新兴智能优化算法,能有效求解多变量相关的优化问题。本文将基于块结构邻域的SSA、FPA和BEA应用于求解可重入作业车间调度（Reentrant job shop scheduling problem,RJSSP）。主要工作如下:（1）针对以最大完工时间（Makespan）的最小化为目标的RJSSP,提出了一种基于块结构邻域的SSA。首先,建立了RJSSP基于析取图的数学模型。其次,在定义基于块结构的插入操作后设计了四种邻域结构,进而提出了融合多种邻域的高效局部搜索。（2）针对以总加权延误时间（Total weighted tardiness,TWT）的最小化为目标的RJSSP,提出了一种基于块结构性质的花粉算法。首先,建立了RJSSP基于析取图的数学模型,并证明了在确定析取弧方向后,该模型的对偶模型为最大费用流问题模型。其次,设计了扩展RSOV编码规则,将FPA的实数向量个体转变为排列向量,使其可对问题解空间进行全局搜索。然后,定义了8种邻域结构,并基于最大费用流问题特性分析了块结构内部性质,得到了前4种邻域结构能改进TWT的判定条件,进而提出了融合多种邻域的高效局部搜索,对全局搜索发现的优质解区域进行细致搜索。（3）针对带有能量阈值的RJSSP（Reentrant job shop scheduling problem with energy consumption threshold,RJSSP＿ECT）,提出了一种混合贝叶斯进化算法（HBEA）,用于最小化Makespan、TWT和总能耗（Total energy consumption,TEC）。首先,建立了RJSSP＿ECT基于析取图的数学模型。其次,提出了一种基于贝叶斯概率模型和自适应模型更新机制的贝叶斯进化算法。然后,定义了6种邻域结构,并基于RJSSP＿ECT特性分析了块结构内部性质。为了降低每台机器的完工时间,通过对块结构的分析,得到了这些邻域结构的判定条件,然后将这些条件扩展到RJSSP＿ECT的优化目标上。第四,提出了一种将多个邻域与得到的判定条件相结合的高效局部搜索方法,对优质解区域进行细致搜索。仿真和实验对比结果验证了所提算法的有效性。

关键词：可重入作业车间调度问题块结构邻域樽海鞘群算法花粉算法贝叶斯进化算法最大完工时间总加权延误时间总能耗

融合规则的HEDA求解带工件批量运输的三阶段装配集成调度问题

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控制与决策 2020年第10期35卷 2507-2513页

作者：邓超钱斌胡蓉王凌孙在省昆明理工大学机电工程学院昆明650500 昆明理工大学信息与自动化学院昆明650500 清华大学自动化系北京100084

针对现有三阶段装配集成调度问题模型将各工件在运输阶段的运输时间简化设定为相同常量,未考虑运输车辆数量和车载重量有限会导致工件需按批量分别运输的实际情况,研究以最小化总完工时间为目标的带工件批量运输的加工、运输、装配三阶... 详细信息

针对现有三阶段装配集成调度问题模型将各工件在运输阶段的运输时间简化设定为相同常量,未考虑运输车辆数量和车载重量有限会导致工件需按批量分别运输的实际情况,研究以最小化总完工时间为目标的带工件批量运输的加工、运输、装配三阶段装配集成调度问题(three-stage assembly integrated scheduling problem with job batch transportation,3sAISPJBT)和求解算法.首先,分阶段建立3sAISPJBT的数学模型;其次,分别提出求解运输、装配阶段对应子问题的先完工先运输(first completed first transported,FCFT)规则和先到先装配(first come first assembly,FCFA)规则,以降低求解3sAISPJBT的整体计算复杂度;再次,提出一种融合多种规则的混合分布估计算法(hybrid estimation of distribution algorithm with rules,HEDAR)求解3sAISPJBT;最后,通过仿真实验和算法比较验证了所提出算法的有效性.

关键词：三阶段集成调度 EDA算法规则工件批量运输

基于块结构性质的花粉算法求解可重入作业车间调度问题

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机械工程学报 2019年第16期55卷 220-232页

作者：孙在省钱斌胡蓉张梓琪张长胜昆明理工大学信息工程与自动化学院

针对可重入作业车间调度问题(Reentrant job shop scheduling problem, RJSSP),提出一种基于块结构性质的花粉算法(Flower pollination algorithm based on block structure properties,FPA_BSP),用于最小化总加权延误时间(Totalweighted tardiness, TWT)。首先,建立RJSSP基于析取图的数学模型,并证明在确定析取弧方向后,该模型的对偶模型为最大费用流问题模型。其次,设计扩展RSOV (Reentrant-smallest-order-value, RSOV)编码规则,将花粉算法的实数矢量个体转变为排列矢量,使其可对问题解空间进行全局搜索,以发现存在优质解的区域。然后,定义8种邻域结构,并基于最大费用流问题特性分析块结构内部性质,得到前4种邻域结构能改进TWT的判定条件,可用于避免对无效区域的搜索,进而提出融合多种邻域的高效局部搜索,对全局搜索发现的优质解区域进行细致搜索。试验和算法比较验证FPA_BSP的有效性。提出RJSSP的块结构性质,并将其与花粉算法结合得到求解RJSSP的有效算法FPA_BSP,首次将花粉算法用于求解车间调度问题。

关键词：可重入作业车间调度问题总加权延误时间花粉算法块结构性质

十精丸对光老化大鼠皮肤免疫功能及炎症因子水平影响的研究

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十精丸对光老化大鼠皮肤免疫功能及炎症因子水平影响的研究

作者：孙在峥黑龙江中医药大学

学位级别：硕士

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二维硒氧化铋材料的制备方法研究进展

材料科学与工艺 2024年第5期 12-25页

作者：安志林宋京红孙在春梅炳初材料复合新技术国家重点实验室(武汉理工大学)

硒氧化铋是一种新兴的二维半导体材料，其具有较高的载流子迁移率，优异的热学、化学稳定性，机械柔韧性好等特点。在光电子学、能量存储等领域有着广阔的应用前景。但是目前二维硒氧化铋薄膜的合成一般采用自下而上或自上而下的方法。... 详细信息

硒氧化铋是一种新兴的二维半导体材料，其具有较高的载流子迁移率，优异的热学、化学稳定性，机械柔韧性好等特点。在光电子学、能量存储等领域有着广阔的应用前景。但是目前二维硒氧化铋薄膜的合成一般采用自下而上或自上而下的方法。获得大尺寸、原子级厚度的二维硒氧化铋单晶以及有效的转移薄膜仍是其制备过程中需要进一步研究的关键问题。本文综述了国内外关于二维硒氧化铋材料的制备方法，从前驱体、反应条件等方面介绍了每种制备方法的优缺点以及改进完善之处，为今后高效可控制备特定形貌和尺寸的高性能硒氧化铋材料提供参考。

关键词：硒氧化铋二维材料生长调控超薄单晶制备方法

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同时固定Cd和As煤气化渣基复合材料的制备及性能研究

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Journal of Central South University 2024年第4期31卷 1331-1343页

作者：周长志王谦朱芳孙在金尹宏亮侯红王俊欢 College of Water Sciences Beijing Normal UniversityBeijing 100875China State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment Chinese Research Academy of Environmental SciencesBeijing 100012China Technical Centre for Soil Agricultural and Rural Ecology and EnvironmentMinistry of Ecology and EnvironmentBeijing 100012China

本研究开发了一种铁改性煤气化渣材料(FGS),可以修复镉(Cd)和砷(As)复合污染的土壤。通过水相吸附实验和土壤修复模拟实验评估了FGS的钝化性能。FGS对水中Cd和As的最大吸附量分别为5.82和9.69 mg/g,而煤气化渣材料(CGS)的最大吸附量只有... 详细信息

本研究开发了一种铁改性煤气化渣材料(FGS),可以修复镉(Cd)和砷(As)复合污染的土壤。通过水相吸附实验和土壤修复模拟实验评估了FGS的钝化性能。FGS对水中Cd和As的最大吸附量分别为5.82和9.69 mg/g,而煤气化渣材料(CGS)的最大吸附量只有0.99和0.92 mg/g。X射线衍射图显示,铁氧化物被成功地负载到FGS上,Cd和As能够与Fe_(2)O_(3)和FeOOH发生络合从而显著提高FGS的吸附能力。在土壤中施用FGS后,DTPA提取Cd浓度从0.70 mg/kg降低到0.58 mg/kg,这与土壤pH从6.46升高到7.03以及Cd与含氧官能团或FeOOH的络合作用有关。由于FeOOH的络合作用,土壤中溶解As的浓度从15.33 mg/kg下降到13.72 mg/kg。本研究通过展示FGS作为土壤修复剂的应用潜力,揭示Cd和As的固定机理,为利用气化渣制备土壤Cd、As修复材料提供了理论依据。

关键词：镉砷铁改性煤气化渣

蛋白凝集:STM调控植物干细胞活性的新机制

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科学通报 2024年第4期69卷 482-484页

作者：苏英华张宪省山东农业大学生命科学学院小麦育种全国重点实验室泰安271018

与动物不同,植物一生都维持着器官发生的能力.植物的茎尖分生组织(shoot apical meristem)不仅具有干细胞,能够维持其自身活性,还能形成茎、叶和花等组织和器官,共同构成植物的地上部分.茎尖分生组织活性如何被精准调控是发育生物学的... 详细信息

与动物不同,植物一生都维持着器官发生的能力.植物的茎尖分生组织(shoot apical meristem)不仅具有干细胞,能够维持其自身活性,还能形成茎、叶和花等组织和器官,共同构成植物的地上部分.茎尖分生组织活性如何被精准调控是发育生物学的重要科学问题之一,也是一直以来研究的前沿和热点.植物学家很早就发现了一类调控茎尖分生组织活性的转录因子——KNOX1(class 1 KNOTTED1-LIKE HOMEOBOX)[1,2].

关键词：茎尖分生组织器官发生植物干细胞发育生物学新机制组织和器官

Ni中间层对6061T6铝合金板/08Al异种金属电阻点焊接头的力学性能及组织的影响

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中国机械工程 2024年第7期35卷 1290-1298页

作者：彭宇欣刘省胡心彬湖北工业大学材料与化学工程学院武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室武汉430068 车用轻质材料与加工湖北省工程实验室武汉430068

通过在钢板上添加Ni中间层,成功实现了6061T6铝合金板与08Al钢板的可靠连接,显著提高了铝/钢点焊接头的力学性能。研究结果显示,采用预制Ni中间层工艺可控制Ni中间层在钢板上的厚度与分布,减少Al-Fe脆性金属间化合物的形成;相较于直接添... 详细信息

通过在钢板上添加Ni中间层,成功实现了6061T6铝合金板与08Al钢板的可靠连接,显著提高了铝/钢点焊接头的力学性能。研究结果显示,采用预制Ni中间层工艺可控制Ni中间层在钢板上的厚度与分布,减少Al-Fe脆性金属间化合物的形成;相较于直接添加Ni箔中间层,预制Ni中间层工艺能有效增大焊核直径;钢板上激光熔覆Ni层的铝/钢电阻点焊接头最大拉剪力较高,比无中间层的接头最大拉剪力增大了35.5%。

关键词：铝/钢电阻点焊 6061T6铝合金中间层第一性原理计算

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新时代高校劳动教育的问题及路径探析

知识窗（教师版） 2024年第5期 123-125页

作者：孙在红孙含丽孟伊琳临沂大学生命科学学院临沂大学教育学院

新时代高校劳动教育在顶层设计上已形成一体化体系,但仍存在观念异化、知行分化、文化缺位和劳创融合不足等问题。基于此,文章围绕这些问题的解决,聚焦教育教学、校园建设、社会实践和产学研相结合四条发展路径,以构建更完善的劳动教育... 详细信息

新时代高校劳动教育在顶层设计上已形成一体化体系,但仍存在观念异化、知行分化、文化缺位和劳创融合不足等问题。基于此,文章围绕这些问题的解决,聚焦教育教学、校园建设、社会实践和产学研相结合四条发展路径,以构建更完善的劳动教育体系,培养更具实践能力和创新思维的大学生。

关键词：新时代高校劳动教育创新路径