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“双循环”战略下企业供应链风险控制的多目标优化策略

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学海 2022年第6期 168-173页

作者：申远刘海建南京财经大学应用数学学院南京中医药大学卫生经济管理学院南京210023 南京大学商学院南京210023

我国“双循环”战略下国际化企业供应链需要同时在两大不同规则市场中运营,企业供应链呈现多目标的管理现状,外循环需要按照国际规则运营,内循环则据国内市场规则运作。兼顾内外市场的双循环供应链的风险控制需要采取多目标优化管理策... 详细信息

我国“双循环”战略下国际化企业供应链需要同时在两大不同规则市场中运营,企业供应链呈现多目标的管理现状,外循环需要按照国际规则运营,内循环则据国内市场规则运作。兼顾内外市场的双循环供应链的风险控制需要采取多目标优化管理策略。企业面临多目标风险控制管理问题,所以“双循环”亟须研究企业供应链的多目标优化策略方法。本文试图研究“双循环”下企业双循环供应链的风险来源与识别,明晰双循环中企业供应链的管理目标,建立多目标优化模型,验证模型运用的可行性和可靠性,并为企业双循环供应链风险控制提供多目标优化方法和策略。

关键词：双循环新格局企业供应链风险控制多目标优化策略

基于多目标优化策略的水环境项目挡土墙优化设计探讨

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水电站设计 2020年第4期36卷 85-90页

作者：陈雯中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

挡土墙在水环境工程项目运用广泛,其使用环境、外界约束、功能需求都与传统水利水电工程有所不同。针对水环境项目的需求特点,本文将挡土墙的设计参数按工程目标功能分类,根据目标功能的权重确定设计参数确定顺序及敏感度,对不同敏感度... 详细信息

挡土墙在水环境工程项目运用广泛,其使用环境、外界约束、功能需求都与传统水利水电工程有所不同。针对水环境项目的需求特点,本文将挡土墙的设计参数按工程目标功能分类,根据目标功能的权重确定设计参数确定顺序及敏感度,对不同敏感度参数采用不同精度的设计方法,依据迭代设计流程,当满足所有迭代条件时,输出参数为最优设计参数。通过对比分析,本技术路线能突出水环境项目功能重点、保证设计精准度,并提高优化效率。

关键词：优化设计多目标优化策略挡土墙水环境

垂直区熔法提纯高纯铟的多目标机器学习优化策略研究

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垂直区熔法提纯高纯铟的多目标机器学习优化策略研究

作者：尚忠文上海大学

学位级别：硕士

近年来随着半导体、5G通讯等产业的飞速发展,国内外对高纯铟的需求急剧增加。针对铟金属的低熔点属性,本论文提出采用垂直区熔设备,采用可变的过程工艺参数进行多道次垂直区熔,以达到制备7N级超高纯铟的目的,但由于铟原材料和多道次工... 详细信息

近年来随着半导体、5G通讯等产业的飞速发展,国内外对高纯铟的需求急剧增加。针对铟金属的低熔点属性,本论文提出采用垂直区熔设备,采用可变的过程工艺参数进行多道次垂直区熔,以达到制备7N级超高纯铟的目的,但由于铟原材料和多道次工艺的复杂性,超高纯铟的优化工艺不能依赖传统的试错法,为此提出了机器学习辅助的多目标优化策略,旨在通过控制多个目标变量,实现实验过程工艺参数的高效优化及实验结果准确预测。首先,本论文开展垂直区熔提纯高纯铟实验,收集82条实验数据,在此基础上,针对铟金属中的主要杂质元素Si、S、Fe、Zn、Ni、Cu和As,建立分类模型,在这些分类模型构建过程中,通过引入合成少数类过采样技术（SMOTE）有效解决了实验数据集的样本不平衡问题,所构建的分类模型准确度都达到了0.9以上。随后通过建立岭回归、XGBoost、Light GBM模型预测产品的杂质总含量,发现岭回归、XGBoost、Light GBM模型这三个模型的预测性能基本一致,为此本论文进一步采用了加权模型融合方法作为最终的优化回归模型,该回归模型在50折交叉验证下的平均绝对误差（MAE）为0.02,均方根误差（RMSE）为0.026,可以较好的实现高纯铟杂质元素总量的精准预测。其次,本论文采用了SHAP方法对实验过程中所涉及的特征变量进行权重影响分析。发现高纯铟产品中的杂质总含量主要取决于6N级铟原料中Ni、Sn和As的杂质含量以及第2至第4道次的区熔速度参数（V2）。对于杂质总含量在0.2 ppm至0.4 ppm范围内的铟原料,较低的V2有利于除杂。将模型与特征分析结果应用至高通量虚拟筛选,优化推荐出了5组针对6N铟原材料的垂直区熔工艺参数,验证实验结果表明,分类模型对杂质元素去除情况的预测准确率高于90%,回归模型对杂质总含量预测的平均误差5%以内,也就是说,本论文所构建的这些模型具有较高的可靠性。最后,基于python编程语言、Django后端框架以及Vue前端框架,本论文设计出了垂直区熔金属提纯工艺在线优化软件。该软件主要包括4个功能模块,即实验数据管理模块、分类模型模块、回归模型模块和推荐工艺模块。所设计的在线优化软件能够对所获得实验数据进行统一管理、存储和实时共享,前后端的便利交互也能达到使用机器学习方法来优化垂直区熔工艺的目的。总体来讲,本论文采用垂直区熔法开展超纯铟提纯实验,收集了有限的高纯铟垂直区熔提纯实验数据样本,在此基础上融合先进的机器学习算法,利用分类模型控制主要杂质元素,利用回归模型准确预测杂质元素总含量,最终实现了相关功能模块的在线软件研发,相关工作为未来超高纯铟的高质高效稳定化制备,即多目标过程的工艺实时优化提供了一个新型调控手段。

关键词：高纯铟垂直区熔机器学习多目标优化策略

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基于智能化的机械设备设计方法研究

高科技与产业化 2024年第8期30卷 66-67页

作者：韩文学同方威视技术股份有限公司北京100084

在科学技术快速发展的今天,智能化技术已经逐渐深入到了各工业领域中,机械设备设计自然也不例外。因此,探索以智能化为基础的机械设备设计方法就成了提高设计效率,降低成本和提高产品竞争力的一个重要手段。笔者对智能优化算法、机器学... 详细信息

在科学技术快速发展的今天,智能化技术已经逐渐深入到了各工业领域中,机械设备设计自然也不例外。因此,探索以智能化为基础的机械设备设计方法就成了提高设计效率,降低成本和提高产品竞争力的一个重要手段。笔者对智能优化算法、机器学习模型以及多目标优化策略等在机械设备设计过程中的运用进行探究,从而为建立高效智能设计体系提供参考。

关键词：机械设备智能优化算法机器学习模型多目标优化策略

基于响应面法的弧形铝合金锻件锻造工艺的多目标优化

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热加工工艺 2015年第9期44卷 131-134页

作者：胡郁孔建上海出版印刷高等专科学校上海200063 烟台工程职业技术学院山东烟台264006

为了获得优化的锻造成形工艺参数,提出了基于响应面法的工艺参数多目标优化策略。以大型弧形锻件的应变均匀性和锻造变形力作为评价指标,建立了有限元数值模拟与响应面法相结合的分析模型。回归模型拟合度达87.58%,工艺参数的最佳组合... 详细信息

为了获得优化的锻造成形工艺参数,提出了基于响应面法的工艺参数多目标优化策略。以大型弧形锻件的应变均匀性和锻造变形力作为评价指标,建立了有限元数值模拟与响应面法相结合的分析模型。回归模型拟合度达87.58%,工艺参数的最佳组合为飞边槽高度5.682 mm、锻造速度7.25 mm/s、摩擦系数0.21。采用优化的工艺参数能使应变均匀性有很大的改善,并有效地降低了锻件变形力。

关键词：大型弧形锻件多目标优化策略响应面法工艺参数

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基于负荷预测的冰蓄冷系统优化调度策略研究

基于负荷预测的冰蓄冷系统优化调度策略研究

作者：闫畔北京建筑大学

学位级别：硕士

夏季建筑空调冷负荷需求量大,冰蓄冷空调系统能够利用夜间低谷负荷蓄冷,在日间用电高峰期联合冰槽、制冷机组协同供冷,缓解电力供应与需求之间的矛盾,实现电力负荷的“移峰填谷”,从而减少电网碳排放量。然而,冰蓄冷空调系统设备众多,... 详细信息

夏季建筑空调冷负荷需求量大,冰蓄冷空调系统能够利用夜间低谷负荷蓄冷,在日间用电高峰期联合冰槽、制冷机组协同供冷,缓解电力供应与需求之间的矛盾,实现电力负荷的“移峰填谷”,从而减少电网碳排放量。然而,冰蓄冷空调系统设备众多,结构复杂,不当的供冷策略易引发系统运行成本高、设备运行效率低、能源浪费等问题。目前冰蓄冷空调系统最常用的两种供冷策略分别为冷机优先和融冰优先。前者通过减少夜间储冰,能够降低整体能源消耗,但存在运行费用增加的问题,没有充分发挥其“移峰填谷”的优势,导致电网碳排放量降低不明显;后者通过加大夜间低谷电价储冰,有效减少了系统整体运行费用,冰槽的过度使用虽然会充分发挥其“移峰填谷”的优势,明显降低电网的碳排放量,但在蓄冰过程中冷机运行效率的低下,也会增加系统整体的能源消耗量。因此,从综合效益最优的角度对冰蓄冷空调系统优化调度策略进行研究,以平衡经济、能耗以及电网碳排放量之间的矛盾关系,具有重大意义。冰蓄冷空调系统负荷预测能够为系统优化调度方案提供数据基础,因此建立精准的负荷预测模型是实现冰蓄冷空调系统优化调度的第一步。然而,冰蓄冷空调系统冷负荷易受到天气、人员等因素的影响,负荷随机性强,表现出多维非线性的复杂特征,从而导致模型构建困难、模型维数难以确定的问题。基于此,本论文提出了一种基于极限梯度提升(e Xtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法和长短期时间序列网络(Long-term and Short-term Time-series Network,LSTNet)的冰蓄冷空调系统负荷预测方法,并以此设计了冰蓄冷空调系统双层负荷预测模型。该模型的数据处理层通过XGBoost模型筛选出与冷负荷预测相关性较为显著的特征集,确定了预测模型的输入维数;然后本论文提出基于LSTNet的负荷预测层,最后采用自回归模型提取负荷线性分量,并整合多个模块的预测结果,实现高精度的建筑冷负荷预测。双层负荷预测模型综合了卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)的优势,一方面利用CNN强大的特征提取能力提取负荷数据中的细粒度特征,另一方面利用RNN对时间序列周期性信息敏感的特性,捕捉冷负荷序列中的长期信息和短期信息。实验结果表明,本论文所提出的预测模型精度优于传统BP神经网络及单层负荷预测模型,能够满足后续优化调度策略研究的需要。本论文在负荷预测结果的数据基础上,建立了冰蓄冷空调系统一个运行周期(一天)内的多目标优化数学模型。冰蓄冷空调系统运行工况种类繁多,结构复杂,本论文结合设备运行参数、运行特性等,建立了制冷机组能耗模型、冷却塔能耗模型、水泵能耗模型以及蓄冰槽蓄冷、释冷模型,确定了设备运行约束条件及优化决策变量,并从经济性、节能性与环保性的角度出发,综合考虑分时电价、系统主要能耗来源和电网负荷率,确立了在满足冷负荷需求前提下降低运行成本、降低能耗和提升电网负荷变化率的优化目标,从而平衡经济、能耗以及电网碳排放量之间的矛盾关系,以提升冰蓄冷空调系统综合运行效益。在上述研究的基础上,本论文提出基于NSGA-Ⅱ-DE混合优化算法的冰蓄冷空调系统多目标优化调度方法,求解冰槽和双工况制冷机组实时供冷量。针对传统快速非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-Ⅱ)在求解参数复杂的冰蓄冷空调系统问题中存在的收敛速度慢、收敛性差的劣势,提出了NSGA-Ⅱ-DE混合优化算法,使用差分进化算法(Differential Evolution Algorithm,DE)的变异交叉算子代替NSGA-II中的模拟二进制杂交算子,降低了杂交算子对参数的敏感程度。实验表明,与原NSGA-Ⅱ算法相比,本论文优化算法扩大了搜索范围,并将平均计算时长缩短了29.58%,平均HV值提升了8.5%。

关键词：冰蓄冷空调系统冷负荷预测 LSTNet 多目标优化策略 NSGA-Ⅱ

青岛地区高校学生宿舍适宜性多目标节能与舒适度优化——以青岛科技大学崂山校区为例

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青岛地区高校学生宿舍适宜性多目标节能与舒适度优化——以青岛科...

作者：庞博青岛理工大学

学位级别：硕士

全球性的能源危机给人类的经济发展带来了巨大的挑战,我国人口众多,能源消耗巨大,能源的短缺不仅会制约经济发展,也会影响人们的生活质量,而在这巨大的能耗之中建筑能耗所占比例巨大。随着近些年来中国高等教育的不断发展,招生人数不断... 详细信息

全球性的能源危机给人类的经济发展带来了巨大的挑战,我国人口众多,能源消耗巨大,能源的短缺不仅会制约经济发展,也会影响人们的生活质量,而在这巨大的能耗之中建筑能耗所占比例巨大。随着近些年来中国高等教育的不断发展,招生人数不断扩大,高校新建学生宿舍的数量也在增加,而这些学生宿舍产生了巨大的能源消耗,同时产生了巨大的经济损失,因此高校学生宿舍的节能问题也不得不引发我们的深思。本文基于上述问题的思考,从建筑专业的视角出发,结合本地区的气候条件,筛选出适用于本地区的建筑节能技术,从建筑内部优化的角度出发,通过阅读国内外的相关文献,归纳青岛地区气候条件对高校学生宿舍的能耗影响因素,利用多目标优化算法结合计算机软件模拟优化。提出一套适宜于青岛地区的高校学生宿舍节能策略,同时提高学生宿舍内部的居住舒适度,期待可以达到建筑能耗和建筑内部舒适度的双重优化。本文共有七个章节。第一章为绪论部分,介绍论文的研究背景、研究目的、研究意义、研究内容和国内外研究现状,并绘制出完整的论文结构图。第二章为介绍多目标优化算法基本原理,研究现状及其现实应用,并对优化模拟利用的软件平台进行选择。第三章从理论上分析建筑内外各个因素对建筑能耗和建筑内部舒适度的影响。第四章为建立理论模型,分析建筑单体内部的影响因素,利用软件模拟优化单一因素时对建筑内部能耗和舒适度的影响,分别模拟了建筑窗墙比,外墙和屋顶保温的选材和厚度,建筑外窗和建筑水平遮阳板这几个影响变量,分析他们对建筑能耗和建筑内部舒适度的影响程度,并得出相关结论,同时总结模拟过程中的不足之处,从而为多目标优化实验进行打下基础。第五章为利用理论模型进行多目标优化。对建筑的朝向,建筑窗墙比,建筑外部围护结构,内部供冷供暖设备温度设置点和遮阳板长度等这些影响因素进行交叉组合,计算建筑能耗和建筑内部舒适度时长,通过改变这些变量的材料类型,厚度和取值范围等,对建筑能耗和建筑内部舒适度等进行多目标优化实验,通过多目标优化原理与计算机仿真模拟相结合,模拟多个影响因素联合优化,利用多目标优化计算所得到的Pareto解集,对数据进行分析,得出模拟变量参数的取值范围和选型。分析出理论模型的优化推荐区间,即将建筑朝向设置在位于南偏西5°至南偏西50°之间,窗墙比控制在20%至45%之间,外墙保温材料在采用实验模拟中厚度为300mm的聚氨酯泡沫作为保温材料,屋顶保温材料则多数选用了厚度为300mm的EPS板,选取带有空气夹层的低辐射玻璃且外部不设置水平遮阳系统时,实验模型可以有效减少建筑能耗,并提高建筑内部舒适度。同时对多目标优化实验进行分析,对这一套优化流程进行总结。第六章为对实例进行多目标优化,利用实际案例分析,对青岛科技大学崂山校区的研究生宿舍进行建筑能耗和内部舒适度进行优化。运用之前得出的多目标优化流程,同时结合实际情况,确定影响因素,进行建筑能耗与舒适度的多目标优化,并通过对最优解集的数据对比,提出优化策略。第七章则为论文总结及对未来应用的展望。同时因受到疫情的影响,校园出入较为不便,青科大校园宿舍楼的很多实测数据无法进行测量,同时无法针对学生宿舍的使用者进行内部舒适度和采暖制冷温度设置点的问卷调查,无法对青科大校园内部的环境进行更多的实测,这也是本文的不足和遗憾之处,也是我之后工作的补足之处。也希望未来可以针对建筑内部舒适度和建筑能耗与多目标算法进行更深次的研究,同时结合高校宿舍使用者的感受进行改进和补足。

关键词：建筑节能高校学生宿舍建筑舒适度多目标优化策略

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考虑能量传递路径的均衡评价系统设计与研究

考虑能量传递路径的均衡评价系统设计与研究

作者：禾建平长安大学

学位级别：硕士

均衡技术是电池管理的核心,主要用于解决电池组不一致性问题,进一步提升电池组的安全性,延长电池组寿命,提高电动汽车续航里程。目前电动汽车均衡系统方案较多,但是缺乏能够贯穿均衡电路设计、控制与测试全过程的均衡评价体系。针对这... 详细信息

均衡技术是电池管理的核心,主要用于解决电池组不一致性问题,进一步提升电池组的安全性,延长电池组寿命,提高电动汽车续航里程。目前电动汽车均衡系统方案较多,但是缺乏能够贯穿均衡电路设计、控制与测试全过程的均衡评价体系。针对这一问题,本文依托陕西省重点研发计划项目(NO.2019ZDLGY15-04-02),提出考虑能量传递路径的均衡评价系统,可以为均衡电路设计、改进和评测提供参照和依据。具体研究内容有:1.研究当前均衡电路拓扑的结构、优缺点、发展方向和适用条件,利用有向图简化均衡电路拓扑,计算、比较、分析不同结构的均衡拓扑的均衡效能;针对当前各项均衡技术评价指标只能对均衡电路进行定性分析、缺乏可信度的问题,提出考虑能量传递路径的综合均衡评价系统。通过对均衡系统中的设计和测试指标建立数学表达式,实现对均衡电路的定量分析;考虑均衡电路拓扑的经济性、电路规模、控制复杂度和集成化等因素进一步设计了综合评价指标。2.针对均衡速度和均衡效率两项指标冲突导致均衡效能不高的问题,考虑能量传递路径因素重新定义均衡效率和均衡速度指标,结合改进带精英策略的快速非支配排序遗传算法,提出兼顾均衡效率和均衡速度的多目标优化均衡路径规划策略。通过搭建多目标优化数学模型,求解得到单体间能量转移的最优路线帕累托(Pareto)解集,提高电路均衡效能,完善了均衡评价系统。3.在MATLAB/SIMULINK仿真环境中搭建典型均衡系统,完成实验测试与验证。根据电池组不同失衡状态,对多目标优化均衡路径规划模型求解得到最优能量传递路径解集,与传统的高低单体配对策略对比,通过计算均衡损耗当量和均衡时间,进一步验证多目标优化均衡路径规划策略能有效找到更优的能量传递路径;利用均衡评价系统分别对5个不同类型的均衡电路完成了量化评价。结果表明,通过提出的均衡评价系统改进均衡电路能够在均衡指标中找到平衡点,可以为均衡电路设计提供有效参考。

关键词：动力电池组能量传递路径均衡评价系统多目标优化策略

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柔性交直流混联电网控制器协调优化策略研究

柔性交直流混联电网控制器协调优化策略研究

作者：张国洲电子科技大学

学位级别：硕士

近些年来,新型柔性交直流技术已大量应用在我国互联输电系统中,其在一定程度上提高了互联系统的经济性以及可靠性,但柔性交直流系统的接入亦会显著改变系统固有特征,使得交直流系统之间的相互作用机理愈加复杂,原有控制策略失调及失效... 详细信息

近些年来,新型柔性交直流技术已大量应用在我国互联输电系统中,其在一定程度上提高了互联系统的经济性以及可靠性,但柔性交直流系统的接入亦会显著改变系统固有特征,使得交直流系统之间的相互作用机理愈加复杂,原有控制策略失调及失效风险加剧。本文针对柔性交直流混联系统暂态稳定性控制策略这一问题进行研究,主要研究内容包括:(1)针对柔性交直流输电系统中的重要控制器进行机理分析和模型研究,剖析控制器参与系统暂态振荡过程的负阻尼机理,着重讨论了各类控制器之间的耦合效应以及对于系统稳定性的影响特征。(2)对于多控制器协调优化问题进行建模,提出兼顾稳定性以及鲁棒性的多目标优化函数:即利用ITAE准则制定的稳定性目标函数,利用田口法制定的鲁棒性目标函数,并依据相关因子的概念对于优化约束进行简化。此外,基于灵敏度法以及主成分分析理论制定了多种运行方式下的综合评价指标,以此进行控制器参数的筛选。(3)构建基于NSGA-II的多目标优化函数寻优算法,得到兼具有系统稳定性以及多运行方式下的鲁棒性的Pareto最优解集。此外,通过构建总体目标贴近度函数,可以得到解集中的最优折中解。(4)利用改进型四机两区域系统以及EPRI36节点系统为测试系统,再基于PSASP-MATLAB混合仿真技术对于本文所提出的协调优化策略在测试系统内部进行仿真验证。算例对比分析表明了交直流控制器参数优化可显著提升系统暂态稳定性。

关键词：柔性交直流混联系统多目标优化策略控制器参数筛选总体目标贴近度函数 PSASP-MATLAB混合仿真