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多载量自动导引车系统防死锁任务调度方法

计算机集成制造系统 2022年第11期28卷 3325-3339页

作者：肖海宁楼佩煌武星翟晶晶胡亚赵斌盐城工学院机械工程学院江苏盐城224051 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对车辆装配制造应用环境中的辅料配送多载量自动导引车系统(AGVS)任务调度问题,建立了以最小化任务配送路程和最大化待料停产剩余时间为综合优化目标的任务调度数学模型,提出于基于改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的防... 详细信息

针对车辆装配制造应用环境中的辅料配送多载量自动导引车系统(AGVS)任务调度问题,建立了以最小化任务配送路程和最大化待料停产剩余时间为综合优化目标的任务调度数学模型,提出于基于改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的防死锁任务调度方法。首先,构建了多个用于产生优质个体的启发式规则,以提升NSGA-Ⅱ初始种群的质量;设计了结合前瞻性预测机制和防死锁策略的个体解码决策流程,以决策出满足所有约束条件的防死锁任务调度方案;然后,为了加速非支配前沿向更优方向收敛,设计了带精英保留策略与邻域搜索的种群进化机制;最后,通过仿真实验对所提方法进行了验证。仿真结果表明:与其他方法相比,所提出的防死锁任务调度方法,能够以较低的任务执行时间获得更高的内饰装配线产能。

关键词：多载量自动导引车系统任务调度方法带精英策略的非支配排序遗传算法防死锁邻域搜索

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资源约束下产品开发任务调度的多目标优化

计算机集成制造系统 2022年第2期28卷 564-573页

作者：田启华黄佳康明文豪杜义贤周祥曼付君健三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 湖北亿纬动力有限公司方形三元技术中心湖北荆门448000

鉴于产品开发任务调度过程中存在资源约束问题和学习与遗忘效应,需要对多个目标进行优化决策,通过定义资源平均利用率并提出学习遗忘效应矩阵,结合耦合设计的多阶段迭代模型,以各阶段资源利用率为约束条件,建立资源约束下考虑学习与遗... 详细信息

鉴于产品开发任务调度过程中存在资源约束问题和学习与遗忘效应,需要对多个目标进行优化决策,通过定义资源平均利用率并提出学习遗忘效应矩阵,结合耦合设计的多阶段迭代模型,以各阶段资源利用率为约束条件,建立资源约束下考虑学习与遗忘效应的任务调度时间与成本的多目标优化数学模型。采用带精英策略的非支配排序遗传算法求解得出Pareto最优解集,并采用改进的多目标理想点法对该解集进行选优,得到最优任务调度方案。以某电动汽车的开发过程为例,验证了该优化模型能够减小产品开发时间,降低产品开发成本,提高总资源利用率。

关键词：资源约束学习与遗忘效应任务调度多目标优化带精英策略的非支配排序遗传算法多目标理想点法产品开发

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软件测试路径选择优化模型及其进化求解

软件学报 2022年第9期33卷 3297-3311页

作者：杜莹孙百才巩敦卫田甜姚香娟中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 山东建筑大学计算机科学与技术学院山东济南251100 中国矿业大学数学学院江苏徐州221116

路径测试是一种非常重要且应用广泛的结构测试方法,已有路径生成方法的测试效率不高、测试开销较大,且易生成冗余测试路径.针对以上问题,主要研究路径选择问题的优化模型及其进化求解方法,目的在于:在不降低测试覆盖率的前提下,减少冗... 详细信息

路径测试是一种非常重要且应用广泛的结构测试方法,已有路径生成方法的测试效率不高、测试开销较大,且易生成冗余测试路径.针对以上问题,主要研究路径选择问题的优化模型及其进化求解方法,目的在于:在不降低测试覆盖率的前提下,减少冗余路径的数量,降低测试消耗.首先,以多条路径作为决策变量,基于该决策变量包含的边数和路径数,建立多目标优化模型;然后,采用多目标进化算法求解该模型,得到目标路径集.将所提方法应用于7个基准测试程序,并与其他算法比较.实验结果表明,相比其他算法,所提方法能够在保证测试充分性的条件下,降低测试消耗,从而提高测试效率.

关键词：路径测试路径选择多目标优化带精英策略的非支配排序遗传算法 Pareto最优解集

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深远海应急救援船舶调度模型与方法研究

深远海应急救援船舶调度模型与方法研究

作者：冯衍凯大连海事大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速发展与对海洋自然资源开发程度的不断加深,海上活动变得愈加频繁,与此同时,海上遇险事故的发生率也在不断上升。频发的海上事故严重威胁着海上工作人员的生命和财产安全,海上应急救援是必须守住的保障遇险人员生命和... 详细信息

随着我国经济的快速发展与对海洋自然资源开发程度的不断加深,海上活动变得愈加频繁,与此同时,海上遇险事故的发生率也在不断上升。频发的海上事故严重威胁着海上工作人员的生命和财产安全,海上应急救援是必须守住的保障遇险人员生命和财产安全的最后一道防线。近年来,我国海洋经济和资源开发活动逐步向深远海拓展,提高深远海应急救援保障能力已成为我国海洋强国战略实施过程中的迫切需求。因此,为提高深远海应急救援保障能力,本文对深远海应急救援船舶调度模型与方法开展了研究。为解决深远海救助船舶调度问题,提高深远海救助能力,本文基于博弈论组合赋权法和多准则妥协解排序法(Vlse Kriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje,VIKOR)构建了救助船舶优选与排序模型。首先确定了备选救助船舶选取原则并依据选取原则遴选出派遣救助船舶时需考虑的评价指标,建立了救助船舶优选指标体系。其次使用博弈论组合赋权法将层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)得到的主观权重与层间相关性判断标准法(Criteria Importance though Intercrieria Correlation,CRITIC)得到的客观权重进行融合重组,得到各指标组合权重。然后使用多准则妥协解排序法对备选救助船舶进行优选与排序。最后通过仿真实验和多种救助船舶优选与排序方法的对比,展现了本文方法的优点,验证了本文构建的救助船舶优选与排序模型的有效性。为解决深远海搜寻船舶调度问题,提高深远海搜寻能力,本文建立了搜寻船舶调度数学模型,分析了模型需满足的各种约束条件,设计了模型的求解算法,并进行了仿真对比实验。具体工作内容如下:(1)将搜寻船舶调度的实际问题抽象为数学问题,以搜寻船舶的类型、数量和搜寻线间距为决策变量,以搜寻计划完成时间最短和搜寻计划成功概率最大为优化目标,建立了多目标搜寻船舶调度模型。(2)结合实际情况分析了模型需满足的多种客观约束条件。(3)针对本文特定的调度模型,基于改进带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)设计了调度模型的求解算法。(4)通过仿真对比实验,验证了本文建立的搜寻船舶调度数学模型和设计的模型求解算法的有效性。在仿真实验中,为了便于做出最终决策,本文引入模糊决策方法从帕累托最优解集中选出一个最优解,将其作为最终搜寻船舶调度方案。本文通过仿真实验与算法对比验证了救助船舶优选与排序模型、搜寻船舶调度模型以及设计的调度模型求解算法的有效性,可为深远海应急救援船舶调度提供依据。

关键词：救援船舶博弈论多准则妥协解排序法调度模型带精英策略的非支配排序遗传算法

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重大突发疫情应急财政资金调度模型研究

重大突发疫情应急财政资金调度模型研究

作者：汤语华南理工大学

学位级别：硕士

新冠肺炎疫情的暴发对我国应急管理体系造成了严重冲击,对应急资源的储备和调度工作提出了更高要求,如何高效率、更为贴近现实地进行重大突发疫情应急资源调度工作,是目前应急管理研究领域的热点话题。然而,现有的应急资源调度研究主要... 详细信息

新冠肺炎疫情的暴发对我国应急管理体系造成了严重冲击,对应急资源的储备和调度工作提出了更高要求,如何高效率、更为贴近现实地进行重大突发疫情应急资源调度工作,是目前应急管理研究领域的热点话题。然而,现有的应急资源调度研究主要围绕人力和物资有效调度展开,对于应急资金相关的调度模型研究较为缺乏,而关于应急财政资金的研究则多是从政策制定的角度提供定性建议,基于此,本文以重大突发疫情为背景,研究应急财政资金调度模型构建问题。本文在应急资源调度理论基础之上,构建考虑受灾区域需求不确定情况下的重大突发疫情应急财政资金调度模型,并引入优化结果准确度较高的带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型求解。通过引入资金需求紧迫度指标,构建考虑需求紧迫度的资金短缺最小化目标函数,以此强化应急财政资金调度的效率目标,并考虑各级政府应急财政资金拨付分担比例;同时构建损失效用目标函数来避免过度追求效率而欠缺对公平目标的相对平衡。在模型应用上,以我国新冠肺炎疫情防治作为研究背景,分别考虑以新冠肺炎确诊患者救治为重点和以新冠肺炎疫情防控筛查体系建设为重点两种情境下的应急财政资金需求与调度决策,使得应急财政资金调度结果可以更好地适配实际决策场景。模型应用结果显示,所构建的应急财政资金紧迫度指标能够与受灾区域的紧迫度实际情况相匹配,调度模型能够在保证效率目标的前提下避免各受灾点出现严重的资金短缺,在有效处理需求不确定性的同时最大程度地提高所有受灾区域的资金需求满足率。基于应用分析结果提出应急财政资金调度应基于紧迫程度区分轻重缓急、提高预防性资金投入并拓宽应急财政资金来源以及运用大数据技术建设重大突发疫情信息化搜集与共享平台三点政策建议。本文构建了重大突发疫情应急财政资金调度模型,通过模型应用验证了调度模型在处理不确定需求以及追求效率目标的有效性,是对现有应急资源调度研究的有益补充,希望能够为应急财政资金的高效与合理调度提供新思路,为政府相关应急管理部门在制定应急财政资金调度决策时提供理论与现实参考。

关键词：重大突发疫情应急财政资金应急资源调度需求紧迫度带精英策略的非支配排序遗传算法

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考虑学习效应的单人作业车间多目标调度算法

计算机集成制造系统 2021年第5期27卷 1361-1370页

作者：胡金昌刘紫薇马文凯吴耀华山东大学控制科学与工程学院山东济南250061

为减少受学习效应影响的单人作业车间的最大完工时间和工人行走时间,建立了考虑依赖加工时间和的学习效应的单人单工序多机车间调度模型,提出考虑学习效应的多目标贪婪算法(MOGL),融合了带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与基于... 详细信息

为减少受学习效应影响的单人作业车间的最大完工时间和工人行走时间,建立了考虑依赖加工时间和的学习效应的单人单工序多机车间调度模型,提出考虑学习效应的多目标贪婪算法(MOGL),融合了带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与基于贪婪的邻域搜索,构造了迭代多目标遗传算法(IMOGA),并基于MOGL设计了初始解集。设计实验评估了IMOGA的性能,使用Hypervolume指标比较了IMOGA与传统算法。结果表明,IMOGA可以有效求解该问题,对初始解集的改进和基于贪婪的邻域搜索可以有效提高NSGA-Ⅱ的性能。

关键词：带精英策略的非支配排序遗传算法车间调度贪婪算法多目标优化行走时间最大完工时间

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电磁感应线圈发射子弹系统优化设计

电工技术学报 2021年第22期36卷 4658-4665页

作者：张晓鲁军勇李湘平郭赟武文轩海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

电磁发射子弹具有速度可调、响应时间短的优势,在防恐、维稳等方面具有重要的应用潜力。针对目前电磁轨道发射子弹存在的出膛初始扰动大、出膛后气动外形变化的问题,该文提出采用非接触式线圈发射子弹的方案,克服了轨道发射初始扰动和... 详细信息

电磁发射子弹具有速度可调、响应时间短的优势,在防恐、维稳等方面具有重要的应用潜力。针对目前电磁轨道发射子弹存在的出膛初始扰动大、出膛后气动外形变化的问题,该文提出采用非接触式线圈发射子弹的方案,克服了轨道发射初始扰动和气动外形变化的难题。通过建立线圈发射子弹的动态发射模型,并结合带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)建立线圈发射子弹系统的优化设计模型。提出分步优化设计思想,在满足子弹预定能级要求的前提下,以线圈发射装置长度和发射效率为优化目标,实现了对包括线圈截面参数、子弹结构参数、脉冲电源初始电压和触发时序等多个设计变量的优化设计。优化结果表明:若以两个指标平均值最小为优化目标,则装置最短长度为0.123m,对应发射效率为4.89%。

关键词：电磁发射子弹线圈发射多目标优化分步优化带精英策略的非支配排序遗传算法

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基于遗传算法的汽车磁流变减振器多目标优化

汽车工程 2016年第7期38卷 871-877页

作者：郑玲牛伯瑶李以农庞剑李传兵徐小敏付江华重庆大学汽车工程学院机械传动国家重点实验室重庆400044 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401120 长安汽车工程研究总院重庆401120

为满足汽车半主动悬架系统的功能需求,宜设计具有大阻尼力调节范围、低能耗、响应迅速的磁流变减振器。本文中分别以磁流变减振器线圈耗能功率和响应时间为目标函数,以输出阻尼力和磁流变减振器阻尼通道处磁感应强度为约束条件,建立了... 详细信息

为满足汽车半主动悬架系统的功能需求,宜设计具有大阻尼力调节范围、低能耗、响应迅速的磁流变减振器。本文中分别以磁流变减振器线圈耗能功率和响应时间为目标函数,以输出阻尼力和磁流变减振器阻尼通道处磁感应强度为约束条件,建立了磁流变减振器多目标优化模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法,获得了磁流变减振器多目标优化的最优Pareto解集。结果表明:多目标优化不仅能满足阻尼力可调范围的工程需求,且线圈功率损耗大大减小,响应时间明显缩短,为汽车磁流变减振器的结构优化提供了有效方法。。

关键词：磁流变减振器带精英策略的非支配排序遗传算法多目标优化

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机器多转速的柔性作业车间绿色调度问题

计算机集成制造系统 2018年第4期24卷 862-875页

作者：吴秀丽孙阳君北京科技大学机械工程学院物流工程系北京100083

为了减少制造过程中的能耗,从生产运作的角度探讨了如何在制造业生产调度中实现绿色制造。以柔性作业车间调度问题为背景,考虑了机器多转速,在不影响生产进度的前提下通过调节机器转速来实现绿色制造。首先建立了考虑机器多转速的柔性... 详细信息

为了减少制造过程中的能耗,从生产运作的角度探讨了如何在制造业生产调度中实现绿色制造。以柔性作业车间调度问题为背景,考虑了机器多转速,在不影响生产进度的前提下通过调节机器转速来实现绿色制造。首先建立了考虑机器多转速的柔性作业车间调度优化模型,构建了能耗计算模型;然后依据带精英策略的非支配排序遗传算法的框架,提出了综合考虑完工时间和能源消耗的低碳调度算法,设计了多种变异方式,提出了精英保留与末位淘汰的选择方式;最后的数值实验结果表明,所提算法能够很好地求解此类问题。

关键词：柔性作业车间调度问题机器多转速能源消耗低碳调度算法带精英策略的非支配排序遗传算法