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基于混合整数规划的二维不规则排样算法研究

基于混合整数规划的二维不规则排样算法研究

作者：李锦瑞燕山大学

学位级别：硕士

二维不规则排样问题是一类经典的平面组合优化问题,广泛存在于航空航天、汽车、造船等先进制造业中。排样的核心目标是原材料利用率的最大化。研究高效的排样算法能有效减少原材料的消耗,提高制造业的自动化、智能化水平,具有显著的经... 详细信息

二维不规则排样问题是一类经典的平面组合优化问题,广泛存在于航空航天、汽车、造船等先进制造业中。排样的核心目标是原材料利用率的最大化。研究高效的排样算法能有效减少原材料的消耗,提高制造业的自动化、智能化水平,具有显著的经济效益和社会效益。因此研究二维不规则排样问题具有重要意义。影响二维不规则排样结果的主要因素有两个,一个是样件的定位,另一个是样件的填充顺序。对于定位部分,现有的定位方法定位计算效率不高,且容易遗漏空腔或凹区域,造成空间浪费。对于填充顺序部分,单一启发式顺序优化算法易使解在局部最优处收敛。为了促进二维不规则排样问题在实际生产中的有效解决,本论文对二维不规则排样问题展开研究。针对现有问题,本论文对二维不规则排样问题的定位算法和顺序优化算法展开研究,提出一种基于混合整数规划的二维不规则排样模型,并设计混合启发式算法对所提出模型进行求解。论文的主要内容如下:（1）分析实际下料生产中轮廓图形的常用构建与表达方式,研究读取和转存CAD文件的原理,建立完整表达带空腔样件的数据结构,设计基于DXF文件的样件轮廓读取转存算法和任意曲线轮廓的多边形逼近算法,确保样件轮廓预处理后能有效地与排样定位和定序策略相结合。（2）分析二维不规则排样问题定位效率低和易遗漏空腔的问题,提出一种基于矢量叠加的临界多边形求解算法,能够快速找到样件所有可能的靠接位置,解决传统临界多边形求解算法易遗漏空腔或凹区域的问题,实现样件的快速、精确定位。（3）针对单一启发式的填充顺序优化算法易陷入局部最优解的问题,分析二维不规则排样问题的多个约束,提出一种基于混合整数规划的二维不规则排样模型。以遗传算法为框架,设计一种结合模型约束的混合启发式算法对该模型进行求解。（4）研究跨平台应用程序开发技术,基于“前端Electron后端Java”的理念,基于Electron和Java开发二维不规则排样系统,通过调整排样参数进行排样,得出排样实例图与排样结果参数,验证本文提出排样算法的正确性及排样系统的可行性。

关键词：二维不规则排样临界多边形混合整数规划矢量叠加启发式算法

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基于混合整数规划的多层供应链网络设计研究

基于混合整数规划的多层供应链网络设计研究

作者：汤瑞合肥工业大学

学位级别：硕士

随着经济全球一体化的深入,技术的不断革新,市场竞争日趋白热化,企业经营环境日益复杂多变,产品生命周期日渐缩短,消费者需求越来越多样化和个性化,企业不得不将眼光投向外部资源以实现优势互补,通过重新审视和优化自己的供应链网络,建... 详细信息

随着经济全球一体化的深入,技术的不断革新,市场竞争日趋白热化,企业经营环境日益复杂多变,产品生命周期日渐缩短,消费者需求越来越多样化和个性化,企业不得不将眼光投向外部资源以实现优势互补,通过重新审视和优化自己的供应链网络,建立一个健壮的供应链联盟以提高自己的可持续竞争优势。本文以多层级供应链网络为研究对象,对以下几个方面进行论述：首先阐述了供应链网络设计的研究背景、意义和内容,总结国内外的研究现状,罗列供应链网络设计不同的研究侧重点,确定本文的结构框架。随后归纳了供应链网络设计的相关理论,包括供应链网络的内涵、结构、特征等,分析了供应链网络设计的影响因素、原则、主要内容、步骤,为下文奠定理论基础。其次,针对模糊环境下供应链联盟的优化指派问题,考虑三种合作模式,即对一链状合作模式、一对多树状合作模式、多对多网状合作模式,从约束条件(能力限制、合作模式约定、保证供应链不中断)到目标函数(联盟总收益最大、响应时间最短),细致的介绍了模型的构建过程。再次,针对动态环境中多层级多周期的供应链网络设计问题,用数学语言对问题进行描述,综合考虑供应链联盟的战略和战术决策,即合作伙伴选择和流量分配,从物料转化关系出发,考虑生产运输能力约束、库存平衡约束、需求平衡约束等,以供应链网络总成本最小和总碳排放量最少为目标,建立一个多目标混合整数规划模型。最后,详细地介绍了上述两个模型的求解过程,且分别设计算例。对第一个算例直接采用LINGO软件以求得最优解。由于第二模型较为复杂,本文改进了拉格朗日松弛启发式算法,即利用偏转次梯度搜索算法求得下界,前溯启发式算法更新上界。针对第二个算例,将算法求得的近似解与CPLEX软件求的最优解进行比较以验证算法的有效性。

关键词：多层供应链网络供应链联盟模糊合作博弈 BOM 混合整数规划

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非线性混合整数规划的一类光滑连续化方法

福州大学学报（自然科学版） 2010年第3期38卷 363-366页

作者：高海云朱文兴福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 福州大学数学与计算机科学学院福建福州350108

在有界闭箱中对非线性混合整数规划问题进行探讨和研究,为避开文献[1]的连续化方法中含有非光滑罚函数的不足,采用连续可微罚函数sum from i=1 to π (sin^2πx_i),提出了非线性混合整数规划问题的一类光滑连续化方法,得到了几个定理,... 详细信息

在有界闭箱中对非线性混合整数规划问题进行探讨和研究,为避开文献[1]的连续化方法中含有非光滑罚函数的不足,采用连续可微罚函数sum from i=1 to π (sin^2πx_i),提出了非线性混合整数规划问题的一类光滑连续化方法,得到了几个定理,并给出证明.结果表明,可以将无约束和有约束的非线性混合整数规划问题转化为非线性连续全局优化问题求解,且改进了已有的结论.

关键词：光滑连续化混合整数规划全局最优解罚函数

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混合整数规划和约束规划在订单排产中的应用

郑州大学学报（工学版） 2002年第2期23卷 13-15页

作者：王书锋刘海成中国科学院自动化研究所北京100080 中国人民解放军信息工程大学信息工程学院河南郑州450002

实际生产中 ,为提高生产效率 ,按加工相似性把工件分为不同的批组 ,而不同批组工件在单机上进行加工处理时需要序独立的机器调整时间 .针对这一问题 ,以订单的最大延期为优化目标 ,提出 0 -1混合整数规划和约束规划两种求解模型 ,并通... 详细信息

实际生产中 ,为提高生产效率 ,按加工相似性把工件分为不同的批组 ,而不同批组工件在单机上进行加工处理时需要序独立的机器调整时间 .针对这一问题 ,以订单的最大延期为优化目标 ,提出 0 -1混合整数规划和约束规划两种求解模型 ,并通过使用OPLStudio编程来验算、比较两种模型在中小问题规模下的最优解 ,仿真结果表明 ,利用约束规划模型得到的最优解更有效 ,同时其结果可用于验证其他启发式算法的有效性 .

关键词：订单排产调整时间最大延期混合整数规划约束规划成组调度最优解生产管理

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基于混合整数规划的供应链模型研究

基于混合整数规划的供应链模型研究

作者：袁龙砖合肥工业大学

学位级别：硕士

随着世界经济一体化和市场全球化的日趋形成,特别是信息技术的高速发展,进入20世纪90年代以来,供应链管理已经成为现代企业的主要管理模式。不同企业的同类产品差别越来越小,存在明显技术优势的越来越少,企业竞争在很大程度上转变成了... 详细信息

随着世界经济一体化和市场全球化的日趋形成,特别是信息技术的高速发展,进入20世纪90年代以来,供应链管理已经成为现代企业的主要管理模式。不同企业的同类产品差别越来越小,存在明显技术优势的越来越少,企业竞争在很大程度上转变成了供应链与供应链之间的竞争。供应链活动的一体化已成为大多数行业的必需的竞争力。本文首先综述了国内外有关供应链管理模型问题研究的现状;其次,研究单工厂、多产品、多周期、多分销中心供应链网络的供应链—营销一体化问题,提出了利用随机混合整数规划方法,建立了一体化模型,随机模型解决了需求的不确定性问题,同时,模型优化了系统的生产批量、车辆调度和库存,数值实例展示了模型的应用,并用优化软件What's Best!求出了结果,结果表明这种方法是可行的;然后,文章研究了供应链—财务一体化模型,目标是所有者权益最大化;最后指出模型还可以在很多方面进行扩展。

关键词：供应链模型营销财务混合整数规划 What's Best!

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基于混合整数规划的H制药公司生产计划研究

基于混合整数规划的H制药公司生产计划研究

作者：杨海军暨南大学

学位级别：硕士

制药行业是保障民生的重要产业之一。近年来,国际制药巨头的大批药品专利到期,众多制药企业纷纷加入了开发仿制药的行列中,新药与仿制药的研发占据了制药企业大量的资源,多品种产品生产计划的制定不仅关系着制药企业的经营成本和利润,... 详细信息

制药行业是保障民生的重要产业之一。近年来,国际制药巨头的大批药品专利到期,众多制药企业纷纷加入了开发仿制药的行列中,新药与仿制药的研发占据了制药企业大量的资源,多品种产品生产计划的制定不仅关系着制药企业的经营成本和利润,对企业在未来市场中的发展也至关重要。制药企业的生产类型属于流程型生产,生产环境要求严苛,生产线的修建标准高,需要较长的规划时间和大量的资金投入,因此多产品共线生产是常态。同时制药产品的生产工艺复杂、生产周期较长、保质期较短等特点使得其生产计划的制定具有一定的难度。在生产线有限的情况下如何降低成本,优化生产也是众多制药企业面临的重要问题。H制药公司是国内知名的制药企业,在研产品众多,上市及待上市产品种类丰富。由于公司的成立时间较短,生产计划制定缺少科学的方法,导致产能分配及生产线切换不合理,产品的库存和缺货水平较高,严重影响公司的盈利水平。本文以H制药公司为例,针对其产品生产特点和生产计划编制过程中出现的问题,以成本最小化为目标函数,基于混合整数规划建立了多品种多产线多周期的生产计划模型,使用Cplex求解软件对模型进行求解,为公司提供了合理的生产库存决策。将求解结果与公司的实际生产计划情况进行对比分析,表明本文的模型可较好地降低产品的库存和缺货水平,平衡产能分配,降低成本,为H制药公司的生产计划提供合理的改善方案。

关键词：生产计划混合整数规划制药企业 Cplex

基于GARCH模型与混合整数规划的投资组合

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基于GARCH模型与混合整数规划的投资组合

作者：唐钢大连理工大学

学位级别：硕士

在证券市场上,投资者将资金分散投资于若干种不同的证券以降低风险.如何选择证券,以及资金在所选证券中的配置是证券组合投资理论的核心.自Markowitz创立均值-方差投资组合理论以来,人们对组合投资理论进行了广泛的研究和拓展.但是这些... 详细信息

在证券市场上,投资者将资金分散投资于若干种不同的证券以降低风险.如何选择证券,以及资金在所选证券中的配置是证券组合投资理论的核心.自Markowitz创立均值-方差投资组合理论以来,人们对组合投资理论进行了广泛的研究和拓展.但是这些模型所得到的几乎都是投资于单项资产的资金占总资金的比例,在实际的投资操作上还需要进一步的转换.本文在Markowitz均值-方差模型的基础上,讨论了带有交易费用的投资组合混合整数规划模型,对各项资产的投资量加入了上下限约束,且在模型中利用多元GARCH模型通过Eviews 6.0对资产的收益和风险进行预测,利用Lingo 9.0直接得出最优的整数型投资方案.通过实证分析表明,该模型在投资组合的收益率和对资金的利用率上都具有一定的优势.

关键词：投资组合均值-方差模型混合整数规划 GARCH模型预测

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混合整数规划微机程序及其应用

化工环保 1988年第5期 297-302页

作者：周学俊化工部化学矿山规划设计院

本文介绍了混合整数规划(包括全整数规划、0—1规划和混合整数规划)求解的实用微机计算软件(FORFRAN语言、分支-定界算法)。通过在MC68000微机上对某矿山给排水工程优化设计实例模型的求解运算,给出了该软件的应用说明及例题计算结果的... 详细信息

本文介绍了混合整数规划(包括全整数规划、0—1规划和混合整数规划)求解的实用微机计算软件(FORFRAN语言、分支-定界算法)。通过在MC68000微机上对某矿山给排水工程优化设计实例模型的求解运算,给出了该软件的应用说明及例题计算结果的输出实样清单。

关键词：混合整数规划上界值实型微机程序最优解数学模型试验模型系数矩阵目标函数系数