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三空间分割遗传算法的环氧乙烷灭菌装载问题

科学技术与工程 2022年第14期22卷 5714-5722页

作者：张美洲周敏黄静文陈燕军武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

由于环氧乙烷灭菌是医疗器械产品生产的瓶颈工序,因此提高环氧乙烷灭菌柜容积利用率是提高企业产能的有效方法之一。针对企业灭菌柜容积利用率低的问题,在批次要求和交期要求两个实际约束的条件下,提出了一个基于三空间分割的遗传算法,... 详细信息

由于环氧乙烷灭菌是医疗器械产品生产的瓶颈工序,因此提高环氧乙烷灭菌柜容积利用率是提高企业产能的有效方法之一。针对企业灭菌柜容积利用率低的问题,在批次要求和交期要求两个实际约束的条件下,提出了一个基于三空间分割的遗传算法,来解决产品环氧乙烷灭菌装载问题。首先使用三段式基因编码和三空间分割解码,确保有交期要求的产品能够优先装载,其次引入惩罚函数松弛批次约束,剔除不符合批次要求的装载组合,最后将顺序交叉和双精英保留策略分别作为遗传算法的交叉与选择算子,确保灭菌柜容积利用率最大化。与实际生产中依靠经验进行产品灭菌装载对比,灭菌柜容积利用率提高了12.1%~15.9%。

关键词：环氧乙烷灭菌三空间分割三段式基因编码双精英保留策略装载问题

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混合遗传算法在大型运输机装载问题中的运用

火力与指挥控制 2012年第5期37卷 115-119页

作者：张兵王瑛林嘉豪徐耀辉空军工程大学工程学院解放军93046部队

为解决大型运输机装载方案的制定问题,构建了考虑飞机重心、飞机载重量、货舱容积、货物摆放方向、承压能力、装载优先级、货物底置位置和系留等现实约束的装载方案数学模型,提出了一种新的融合整体退火选择方式和对交叉、变异概率进行... 详细信息

为解决大型运输机装载方案的制定问题,构建了考虑飞机重心、飞机载重量、货舱容积、货物摆放方向、承压能力、装载优先级、货物底置位置和系留等现实约束的装载方案数学模型,提出了一种新的融合整体退火选择方式和对交叉、变异概率进行自适应处理的混合遗传算法,并将此方法运用到两个货物装载算例中。仿真实例表明:该混合遗传算法方法为大型运输机装载方案制定选择提供了一种科学有效的决策方法。

关键词：大型运输机装载问题三维布局遗传算法模拟退火算法

考虑重心约束的三维单车装载问题优化模型与算法

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物流技术 2014年第9期33卷 156-159页

作者：赵鹏张宏志冉艳琼李玲重庆大学经济与工商管理学院重庆400030 重庆大学现代物流重庆市重点实验室重庆400030 川庆钻探工程有限公司培训中心四川成都610213

根据物流运输的实际情况,建立了以重心约束为主要约束条件和最大化车辆利用率为目标函数的三维单车装载模型。对重心约束条件进行了完善,增加了重心安全系数的影响,并详述了整合重心的计算方法和利用遗传算法求解的关键技术。最后通过... 详细信息

根据物流运输的实际情况,建立了以重心约束为主要约束条件和最大化车辆利用率为目标函数的三维单车装载模型。对重心约束条件进行了完善,增加了重心安全系数的影响,并详述了整合重心的计算方法和利用遗传算法求解的关键技术。最后通过实际算例证明了模型和算法的有效性。

关键词：物流配送装载问题重心约束遗传算法

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较薄煤层大功率采煤机装载问题及解决方案

煤炭技术 2021年第3期40卷 146-148页

作者：章立强天地科技股份有限公司上海分公司上海200030

通过对现有装载技术及大功率化较薄煤层采煤机结构特点的分析,指出了现有装载技术对大功率化较薄煤层采煤机的适应性不足;通过大功率化较薄煤层采煤机装载特点的分析,提出了大功率化较薄煤层采煤机装载问题的一种解决方案。

关键词：大功率化较薄煤层采煤机装载问题解决方案

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圆柱形物体装载问题的启发式递归算法

圆柱形物体装载问题的启发式递归算法

作者：杨莹广西师范大学

学位级别：硕士

装载问题通常指将若干小物体以最佳方式组合并装入一个大的空间从而使得空间的利用率最大,是经典的三维装箱问题和背包问题的组合形式。装载问题涉及多学科、多领域的知识,属于复杂的组合优化问题,生产实践中广泛地出现在铁路货车车厢... 详细信息

装载问题通常指将若干小物体以最佳方式组合并装入一个大的空间从而使得空间的利用率最大,是经典的三维装箱问题和背包问题的组合形式。装载问题涉及多学科、多领域的知识,属于复杂的组合优化问题,生产实践中广泛地出现在铁路货车车厢装载、汽车车厢装载、轮船装载、集装箱装载等场合。提高散集装箱装载的质量、效率和可靠性,对集装箱安全、高效运输具有重大意义。当前有关集装箱装载系统的研究和设计主要集中在用计算机解决装载计算问题。三维填充问题分为单元装箱问题、集装箱装载问题和托盘装载问题等。在实际中通常需要考虑:方向、承载能力、稳定性等限制。由于三维箱体布局为NP完全问题,随着布局箱体增多,解空间爆增,计算效率较低。将小箱装到大箱中的文献虽然较多,但将小箱尺寸的设计和装载到大箱联系起来的文献就很少见了。在托盘装载中,物体通常为长方体,其边平行于托盘的边,物体之间互相不重叠,而且物体装入的高度不能超过托盘限定高度,使得装载利用率最大。对于生产商托盘装载,大多数文献都是将所有待排放物体沿着同一朝向放置,这样可以实现按层放置,每一层相当于二维排样中的放置算法,实际上将问题转换为二维平面矩形排放问题,而且都是同一尺寸的物体,约束条件比较简单,所达到的优化程度比较高。批发商托盘装载所装入物体的尺寸不相等,实现起来比较难。本文根据当前物流行业对解决复杂集装箱装载问题的需求,在充分了解各类装箱问题的基础上,研究了圆柱形物体的托盘装载问题:第一阶段,先将同尺寸圆柱型物品竖直装入长方体小箱子内;第二阶段,将小箱子分层放入托盘。本文提出一种简易有效且便于装载的递归启发式算法。第一阶段为圆柱形物体的排放问题。同尺寸圆形的排放存在多种方式,多采用递归剪切方式,适合于冲裁下料问题,由于装载问题不同于工业生产中的圆形片下料切割,所以传统的剪切割方法虽然在某些问题上能够取得较好的效果,但是不适用于装载问题。基于对本文研究问题的分析,采用圆形的启发式规范排放,即排放时使相邻行圆筒的夹角为常数,无论是人工还是自动排放都容易得到。对于各种可能的小箱尺寸,用规范排放确定物品在小箱内的布局,使所装物品尽可能多。第二阶段将矩形小箱子装入托盘中。将圆筒规范排放到箱子之后,要考虑的是:将箱子排放到托盘或分层排放到集装箱中,使装载利用率最大。这个问题可以看成是相同尺寸矩形的最优排放。即在一块板材中排入若干尺寸相同的矩形毛坯。同尺寸矩形排放问题通常采用规范多级方式,可以看作是将已排好的部分矩形区域的上边界水平摆放一行,或者沿着右边界竖直摆放一行。本文采用动态规划算法实现同尺寸矩形的规范方式,通过设置成本控制参数,找到级数最少的最优规范方式,使得装卸过程简单易操作。然后,研究和开发了一个实用的圆柱形物体装载排样系统。在完成算法设计的基础上,规划和设计了排样系统的基本功能模块,开发了一个基于启发式递归算法的优化排样系统。通过大量实验测试,从装载利用率和排样时间两方面验证了该系统的算法的可行性。通过对级数最大和最小情况的对比,说明本算法在实际应用中能简化装载过程,降低装载成本。计算结果显示,运用本文算法可综合考虑装载利用率和装载方案的复杂程度,取得较好的效果。最后,论文在对己完成的工作进行了总结,提出了需要进一步改进的工作。

关键词：装载问题托盘圆柱形物体启发式算法递归

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优先队列分支限界法解多货车多货箱装载问题

现代计算机 2019年第12期25卷 23-27页

作者：付志英吕梦鸽王谷青贺晴王蒙武杰陕西师范大学计算机科学学院西安710119

由于车辆配备有限而快件量爆炸增长,使得物流企业快件派送的服务质量和派送时效无法有效满足需求。为了解决该问题,提出一种基于优先队列分支限界思想的算法并应用于多货车多货箱装载问题的求解。该方法利用贪心策略,采用分阶段分支限... 详细信息

由于车辆配备有限而快件量爆炸增长,使得物流企业快件派送的服务质量和派送时效无法有效满足需求。为了解决该问题,提出一种基于优先队列分支限界思想的算法并应用于多货车多货箱装载问题的求解。该方法利用贪心策略,采用分阶段分支限界方法装载每辆货车。实例分析表明应用该算法可以获得多货车多货箱问题的可行方案。

关键词：优先队列分支限界法贪心策略分阶段决策装载问题

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求解复杂集装箱装载问题的新方法

中国工程科学 2004年第12期6卷 65-68,84页

作者：王涛魏凤交通部公路所交通物流工程研究中心北京100088

提出了一种求解复杂集装箱装载问题的新方法 ,该方法将求解复杂装箱问题分成两步 :首先 ,根据一定的启发式规则将集装箱进行体积最大化装载 ,并在深度方向根据货物将空间分层 ;然后 ,用遗传算法将各层进行重心位置最优化调整 ,使装载方... 详细信息

提出了一种求解复杂集装箱装载问题的新方法 ,该方法将求解复杂装箱问题分成两步 :首先 ,根据一定的启发式规则将集装箱进行体积最大化装载 ,并在深度方向根据货物将空间分层 ;然后 ,用遗传算法将各层进行重心位置最优化调整 ,使装载方案更加符合实际运输需要。实际应用结果表明 ,该方法在空间利用率、重心位置以及计算效率等方面都优于其他同类方法。

关键词：装载问题启发式重心遗传算法