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加工时间可控的单台机器排序问题的近似算法

数学学报（中文版） 2003年第6期46卷 1047-1054页

作者：徐大川中国科学院数学与系统科学研究院应用数学研究所北京100080

本文研究加工时间可控的单台机器的赋权的总完工时间问题.它是一个NP 难问题.我们利用半定规划松弛的技巧给出它的一个1.2752-近似算法.

关键词：加工时间可控单台机器排序半定规划 1.2752-近似算法排序模型

加工时间可控单机加权总完工时间Pareto优化研究

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运筹与管理 2016年第1期25卷 35-45页

作者：王杜娟刘锋王建军王延章大连理工大学管理科学与工程学院辽宁大连116024 东北财经大学管理科学与工程学院辽宁大连116025

针对单机环境最优化加权总完工时间问题,当工件加工时间可通过分配资源进行压缩时,研究对工件的加工次序和时间压缩量的优化,从而权衡调度性能目标和资源成本目标。调度性能目标为压缩后工件的加权总完工时间,资源成本目标为工件压缩量... 详细信息

针对单机环境最优化加权总完工时间问题,当工件加工时间可通过分配资源进行压缩时,研究对工件的加工次序和时间压缩量的优化,从而权衡调度性能目标和资源成本目标。调度性能目标为压缩后工件的加权总完工时间,资源成本目标为工件压缩量的线性函数。此问题复杂性已被证明为NP-hard,为弥补较少有研究从Pareto优化角度求解该问题有效前沿的不足,针对经典NSGA-II求解时易早熟收敛的特点,采用算法混合方式进行优化方法研究。融合归档式多目标模拟退火算法跳出局部极值的优势,启用外部存档策略提升种群的多样性,采用主从模式的并行结构提升求解效率。最后为检验优化方法的有效性,一方面通过对Benchmark测试函数ZDT1-6的求解,表明混合算法对不同结构和形状目标函数兼具普适性和有效性;另一方面结合问题特点设计有效编码方式,针对随机生成算例进行求解。通过分析有效前沿收敛性和多样性,验证了所提方法对于优化加工时间可控单机加权总完工时间问题的有效性。

关键词：加工时间可控并行混合算法多样性收敛性 Pareto优化

面向加工时间可控的柔性作业车间节能调度问题建模

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计算机集成制造系统 2019年第5期25卷 1062-1074页

作者：孟磊磊张超勇肖华军詹欣隆罗敏华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074 湖北汽车工业学院电气与信息工程学院湖北十堰442002

针对制造车间能量利用率较低、节能潜力巨大的现状,以最小化车间总能耗和最大完工时间为目标,研究了考虑关机/重启节能策略和加工时间可控的柔性作业车间调度问题(FJSP)。首先,对考虑关机/重启节能策略和加工时间可控FJSP车间能耗进行... 详细信息

针对制造车间能量利用率较低、节能潜力巨大的现状,以最小化车间总能耗和最大完工时间为目标,研究了考虑关机/重启节能策略和加工时间可控的柔性作业车间调度问题(FJSP)。首先,对考虑关机/重启节能策略和加工时间可控FJSP车间能耗进行了分析与建模;然后,根据加工时间可控FJSP特性,分别基于空闲时间与空闲能耗的建模思想,提出两个考虑关机/重启节能策略的混合整数线性规划(MILP)模型;最后,使用CPLEX求解器对20组测试实例进行求解,分别从尺寸复杂度与计算复杂度两方面对所提出的两个MILP进行对比评估。实验结果表明,所提出的两个MILP模型都是有效的,基于空闲能耗的MILP模型效果好于基于空闲时间的MILP模型。基于ε-约束法,将最大完工时间目标转换为约束条件,获得了问题的Pareto解,并进一步对所求解甘特图进行分析,挖掘了节能规则。

关键词：柔性作业车间调度加工时间可控混合整数线性规划节能 ε-约束法

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加工时间可控的单台机器排序问题研究及应用

现代制造工程 2013年第8期 17-21页

作者：张敏黄慧繁黄少锋武桥重工集团股份有限公司武汉430056 金鹰重型工程机械有限公司武汉430028 杭州超距科技有限公司杭州310027

针对算法复杂度很高的加工时间可控单机排序问题,提出一种基于二维遗传算法求解其次优解的方法。在介绍这一问题的数学模型后,利用二维编码描述加工次序与加工时间,染色体的第一行用整数编码来表示工件加工次序,染色体第二行用实数编码... 详细信息

针对算法复杂度很高的加工时间可控单机排序问题,提出一种基于二维遗传算法求解其次优解的方法。在介绍这一问题的数学模型后,利用二维编码描述加工次序与加工时间,染色体的第一行用整数编码来表示工件加工次序,染色体第二行用实数编码来表示实际加工时间。根据问题特点定义了新的遗传操作,这样不仅容易产生优良的初始解,而且缩小了搜索范围,提高了搜索速度和精度。算例仿真研究验证了所提出算法的有效性。

关键词：算法复杂度加工时间可控遗传算法二维编码

随机机器故障下加工时间可控的并行机鲁棒调度

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中国管理科学 2017年第3期25卷 111-120页

作者：王建军刘晓盼刘锋王杜娟大连理工大学系统工程研究所辽宁大连116023 东北财经大学管理科学与工程学院辽宁大连116025

现实生产环境中经常面临随机机器故障,造成初始调度方案性能恶化。针对并行机环境下工件加工时间可控,提出内外两层嵌套式的鲁棒调度策略,旨在降低随机机器故障造成的成本损失期望,干扰发生后通过局部修复实现跟初始计划的匹配。内层建... 详细信息

现实生产环境中经常面临随机机器故障,造成初始调度方案性能恶化。针对并行机环境下工件加工时间可控,提出内外两层嵌套式的鲁棒调度策略,旨在降低随机机器故障造成的成本损失期望,干扰发生后通过局部修复实现跟初始计划的匹配。内层建立非线性0-1混合整数规划模型,通过二次锥化方法来求解初始调度方案在随机机器故障干扰情景下的成本损失期望。外层设计基于工件柔性和机器不可用概率的排序算法;由于问题内在的复杂性,利用遗传算法优化工件柔性参数,进而增强初始调度方案的鲁棒性。最后设计随机仿真实验,分别验证了在机器故障所造成的单位时间扰动成本不同时和机器维修水平不同时所提鲁棒调度策略的有效性。

关键词：鲁棒调度并行机加工时间可控随机机器故障匹配

具有学习效应和加工时间可控的平行机排序问题

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运筹与管理 2018年第3期27卷 113-117,125页

作者：郭苗苗刘桓王吉波牛玉萍沈阳航空航天大学经济与管理学院辽宁沈阳110136 辽宁省体育学校教务科辽宁沈阳110179 沈阳航空航天大学理学院辽宁沈阳110136

本文研究了一类不相关平行机的排序问题,在该问题中工件的加工时间既具有学习效应,又资源可控,也就是说在该问题模型中,工件的实际加工时间为其正常的加工时间、加工过程中工件所处位置以及加工时间可控这些变量的函数。该研究的目的是... 详细信息

本文研究了一类不相关平行机的排序问题,在该问题中工件的加工时间既具有学习效应,又资源可控,也就是说在该问题模型中,工件的实际加工时间为其正常的加工时间、加工过程中工件所处位置以及加工时间可控这些变量的函数。该研究的目的是为使得总机器负载和总的控制费用的加权和最小以及总的完工时间和总的控制费用的加权和最小。文章通过对问题的相关性质的分析和证明找到了一个解决问题的最优化算法,并且也证明了在处理机的数量给定的条件下,该问题的时间复杂性为O(n^(m+2)),最后也给出了相应的数值例子来阐述该问题。

关键词：排序平行机学习效应加工时间可控

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面向加工时间可控的制造过程节能策略研究

工业工程与管理 2020年第3期25卷 117-125页

作者：陈赛郑宇鲍劲松上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 东华大学机械工程学院上海201620

针对加工时间可控的制造过程进行了能耗特性分析,基于加工任务的比能耗模型和机床待机功率建立了制造过程能耗模型,结合能耗实时监测系统提出了制造过程节能优化方法框架,即在既定调度方案的基础上,通过调整工序时间分布来实现对最大完... 详细信息

针对加工时间可控的制造过程进行了能耗特性分析,基于加工任务的比能耗模型和机床待机功率建立了制造过程能耗模型,结合能耗实时监测系统提出了制造过程节能优化方法框架,即在既定调度方案的基础上,通过调整工序时间分布来实现对最大完成时间和能耗的进一步优化。分别定量分析了压缩和延长工序时间对制造过程能耗带来的影响,提出了压缩工时和延长工时的节能策略,具体研究了策略的适用条件和应用方法。通过案例分析,验证了该节能策略的有效性,为机械加工的节能优化提供了新的思路。

关键词：加工时间可控节能策略最大完成时间实时监测系统

多目标混合进化算法求解加工时间可控的开放车间调度问题

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计算机应用 2022年第8期42卷 2617-2627页

作者：陈揆能袁小芳复杂环境特种机器人控制技术与装备湖南省工程研究中心(湖南理工职业技术学院) 湖南湘潭411104 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

开放车间调度问题属于典型的NP-hard问题。目前的相关研究大多假设工序在机器上具有固定的加工时间。然而,在大多数现实生产场景中,机床的加工时间可以通过调节加工功率加以控制。同时优化完工时间和总能耗两个冲突目标对高效、节能的... 详细信息

开放车间调度问题属于典型的NP-hard问题。目前的相关研究大多假设工序在机器上具有固定的加工时间。然而,在大多数现实生产场景中,机床的加工时间可以通过调节加工功率加以控制。同时优化完工时间和总能耗两个冲突目标对高效、节能的开放车间生产具有重要意义。为此,研究了可控加工时间的多目标开放车间调度问题(MOOSPCPT),以最小化完工时间和总额外能耗为目标构建了混合整数规划模型,并提出一种多目标混合进化算法(MOHEA)用于求解MOOSPCPT。在MOHEA中提出多个策略:(1)改进生物地理学优化算法中的迁移策略和变异策略用于全局搜索,有效地提高了种群的多样性;(2)基于关键路径设计一种自调整变邻域搜索策略,增强了算法的局部搜索能力;(3)设计了一种加工时间重置算子,从而显著提升了算法的搜索效率。仿真实验结果表明:所提出的策略有效地提升了算法性能;相较于NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ)、NSGA-Ⅲ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅲ)和SPEA2(Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2),MOHEA能够更有效地解决MOOSPCPT。

关键词：开放车间调度问题加工时间可控完工时间总额外能耗多目标混合进化算法

带有公共交货期窗口和加工时间可控的单机排序问题

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重庆师范大学学报（自然科学版） 2012年第6期29卷 9-14页

作者：郭玲赵传立沈阳师范大学数学与系统科学学院沈阳110034

讨论了带有公共交货期窗口和工件的加工时间可控的单机排序问题。假设工件的加工时间是所分配资源的线性非增函数,且分配资源会产生费用。交货期窗口的开始时间是固定且不受限制的,交货期窗口的结束时间是不确定的决策变量(即交货期窗... 详细信息

讨论了带有公共交货期窗口和工件的加工时间可控的单机排序问题。假设工件的加工时间是所分配资源的线性非增函数,且分配资源会产生费用。交货期窗口的开始时间是固定且不受限制的,交货期窗口的结束时间是不确定的决策变量(即交货期窗口的大小不确定)。如果工件在窗口中完工则不产生费用,否则工件提前或延误,则会产生相应的提前或延误的费用。目标函数是极小化总完工时间,提前时间,延误时间,交货期窗口的结束时间(即窗口的开始时间与窗口大小的和)和资源分配的总费用。给出了最优解的一些性质,并且证明了这个问题是多项式时间可解的。

关键词：排序单机窗口加工时间可控资源分配