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混合三维EDA求解带二维装载约束的车辆配送与分布式生产集成调度问题

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控制理论与应用 2023年第5期40卷 903-912页

作者：孙蓉洁钱斌胡蓉张大骋向凤红昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500

针对一类广泛存在的带二维装载约束的车辆配送与分布式生产集成调度问题(VD2LDPISP),本文建立问题模型,并提出混合三维分布估计算法(H3DEDA)进行求解.首先,结合问题各阶段特性,采用各阶段成本均衡策略设计新颖的解码规则,对编码个体进... 详细信息

针对一类广泛存在的带二维装载约束的车辆配送与分布式生产集成调度问题(VD2LDPISP),本文建立问题模型,并提出混合三维分布估计算法(H3DEDA)进行求解.首先,结合问题各阶段特性,采用各阶段成本均衡策略设计新颖的解码规则,对编码个体进行分阶段解码,可确定较高质量的解码个体.其次,采用三维分布估计算法(3DEDA)学习和积累种群中优质编码个体的块结构及其位置信息,再通过采样3DEDA中的概率模型生成新的编码个体,从而提高算法全局搜索发现解空间中优质解区域的能力.然后,设计高低分层的超启发式局部搜索(HHLS)来增强算法的局部寻优能力.HHLS的低层问题域包含分别针对编码个体、配送阶段解码子个体和生产阶段解码子个体的共16种有效邻域操作,其高层策略域采用概率模型学习优质邻域操作排列的结构信息,进而通过采样该模型来直接控制新邻域操作排列的生成,有利于对不同优质区域进行深入搜索.最后,在不同规模测试问题上的算法比较,验证了所提H3DEDA的有效性.

关键词：集成调度二维装载车辆配送分布式生产三维分布估计算法

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基于改进飞蛾扑火算法的集成调度仿真

系统仿真学报 2023年第10期35卷 2170-2181页

作者：张天瑞牛慧媛谢薇沈阳大学机械工程学院辽宁沈阳110044

针对制造型企业成本上升等问题,建立生产与运输集成调度的数学规划模型,提出一种双自适应权重飞蛾扑火算法(double adaptive weights for moth flame optimizer,DAWMFO)进行求解。提出了一种双自适应权重机制;使用螺旋函数更新种群,提... 详细信息

针对制造型企业成本上升等问题,建立生产与运输集成调度的数学规划模型,提出一种双自适应权重飞蛾扑火算法(double adaptive weights for moth flame optimizer,DAWMFO)进行求解。提出了一种双自适应权重机制;使用螺旋函数更新种群,提高了算法的收敛速度和精度。采用改进算法对基准函数进行了测试,结果表明:DAWMFO不仅能够快速收敛且不易陷入局部最优,寻优能力较其他算法也有所提升。通过对生产与运输集成调度的数据集做仿真实验,验证了改进算法在求解此类问题时可行高效。

关键词：作业车间调度螺旋函数双自适应权重飞蛾扑火算法生产和运输集成调度

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自动导引车与机器集成调度问题研究现状

计算机工程与应用 2023年第6期59卷 1-12页

作者：吴斌丁钰超 ABLA Basri 南京工业大学经济与管理学院南京211816

随着自动导引车(automated guided vehicles,AGV)的广泛应用,柔性制造车间中机器设备与AGV之间的协同配合日益受到重视。AGV与机器的集成调度主要研究机器分配、工序排序、搬运任务的AGV分配以及AGV路径规划。该问题是极为复杂的组合优... 详细信息

随着自动导引车(automated guided vehicles,AGV)的广泛应用,柔性制造车间中机器设备与AGV之间的协同配合日益受到重视。AGV与机器的集成调度主要研究机器分配、工序排序、搬运任务的AGV分配以及AGV路径规划。该问题是极为复杂的组合优化问题,对其研究具有重要的学术意义和应用价值。围绕问题特征,从模型与算法两个方面,对国内外最新的研究文献进行了梳理。对现有模型中的约束条件和优化目标进行了详细分类,从遗传算法、混合优化算法、仿真优化算法等五个方面综述了现有算法研究中的代表性成果。在此基础上,指出了现有研究中的不足,提出了未来的研究内容和方向。

关键词：柔性制造车间自动导引车集成调度智能优化混合算法

混合帝国竞争算法求解带多行程批量配送的多工厂集成调度问题

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电子学报 2022年第7期50卷 1621-1630页

作者：唐捷凯胡蓉钱斌金怀平向凤红昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500

针对供应链中一类广泛存在的带多行程批量配送的多工厂集成调度问题(Multi-Factory Integrated Scheduling Problem with Multi-Trip Batch Delivery,MFISP_MTBD),建立其数学模型并提出基于贝叶斯统计推断的混合帝国竞争算法(Hybrid Bayesian statistical inference-based Imperialist Competitive Algorithm,HBICA)进行求解.根据MFISP_MTBD问题特性,结合多行程标签机制设计新型编解码策略,并基于该策略构造新型启发式规则以提高初始解的质量.为有效保留优质解的模式信息,采用贝叶斯概率模型学习机制替换标准帝国竞争算法中的同化机制.为更加明确地引导搜索方向,算法每代均利用各帝国中的精英国家(即精英解或个体)重构贝叶斯概率模型,进而对其采样生成新种群.利用9种有效邻域操作动态构造各帝国中每个国家的局部搜索,并对由各帝国内部相邻国家间竞争所确定的强势国家(即获胜国)执行其局部搜索,进而对各帝国中的殖民国家(即该帝国内的最强国家)依次执行所有弱势国家的局部搜索.仿真实验和算法比较验证了所提算法可有效求解MFISP_MTBD.

关键词：多工厂供应链多行程配送集成调度贝叶斯统计推断帝国竞争算法

柔性作业车间AGV与机器双资源集成调度研究

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系统仿真学报 2022年第3期34卷 461-469页

作者：陈魁毕利王文雅宁夏大学信息工程学院宁夏银川750021

针对含有AGV(automated guided vehicle)的柔性作业车间调度问题,建立了以最小化最大完工时间为目标的双资源集成调度优化模型。在种群初始化过程中提出一种启发式初始化方法,提高种群初始解的质量,加快算法的收敛速度。针对离散粒子群... 详细信息

针对含有AGV(automated guided vehicle)的柔性作业车间调度问题,建立了以最小化最大完工时间为目标的双资源集成调度优化模型。在种群初始化过程中提出一种启发式初始化方法,提高种群初始解的质量,加快算法的收敛速度。针对离散粒子群算法易早熟的弊端,结合竞争学习机制和随机重启机制提出一种可有效避免早熟的混合离散粒子群优化算法。在考虑工件运输的柔性作业车间调度的基准数据集上做仿真实验,结果表明启发式初始化方法和混合离散粒子群算法求解此类问题时可行高效。

关键词：柔性作业车间调度自动引导车离散粒子群算法集成调度

超启发式三维分布估计算法求解分布式流水线和车辆运输集成调度问题

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电子学报 2021年第12期49卷 2419-2427页

作者：周丰顺胡蓉钱斌张长胜向凤红昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500

针对一类广泛存在的分布式流水线和车辆运输集成调度问题(Distributed Permutation Flow-shop and Vehicle Transportation Integrated Scheduling Problem,DPFVTISP),本文建立问题模型,并提出一种超启发式三维分布估计算法(Hyper-Heuristic three-Dimensional Estimation of Distribution Algorithm,HH3DEDA)进行求解.首先,根据DPFVTISP的问题特性,采用贪婪策略设计一种新颖的编解码规则.其次,为实现对DPFVTISP问题解空间中不同区域的深入搜索,设计10种低层启发式操作(即10种有效的邻域操作),并将其所构成的排列作为高层个体;同时在高层采用三维分布估计算法(three-Dimensional Estimation of Distribution Algorithm,3DEDA)学习和积累优质高层个体中块结构及其位置信息,再通过采样3DEDA中的概率模型生成新的高层个体或排列;进而在低层将高层所生成的每个新个体所表征的一系列有序的启发式操作作为一种新的启发式算法,对问题解空间执行较深入的邻域搜索.最后,通过仿真实验与算法对比验证HH3DEDA可有效求解DPFVTISP.

关键词：分布式流水线车辆运输集成调度超启发式算法三维分布估计算法块结构

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考虑工艺约束的多阶耦合集成调度问题优化

计算机集成制造系统 2023年

作者：苏章圣邓超钱斌胡蓉陈波昆明理工大学机电工程学院云南省烟草公司红河州公司昆明理工大学信息与自动化学院

具有工艺约束的多阶耦合集成调度问题（Multi-stage coupled integrated scheduling problem with Process Constraints，MCISP＿PC）普遍存在于现有混合生产制造企业中。针对加工-运输-装配三个阶段，结合多阶耦合性特征，提出结合规... 详细信息

具有工艺约束的多阶耦合集成调度问题（Multi-stage coupled integrated scheduling problem with Process Constraints，MCISP＿PC）普遍存在于现有混合生产制造企业中。针对加工-运输-装配三个阶段，结合多阶耦合性特征，提出结合规则启发式的混合分布估计算法（Hybrid estimation of distribution algorithm with rule heuristics，HEDA＿RH）求解以最小化最大完工时间为优化目标的MCISP＿PC。在充分挖掘问题耦合约束层级性和时序性基础上，采用只针对加工阶段的编码方式，并对各阶段分别提出2种规则，通过实验确定较优规则组以完成解码。在HEDA＿RH中，结合个体中出现的同型聚集块和异形聚集块两种块结构特征，从全局角度设计概率模型更新机制和两种采样方式，较好地引导搜索方向以提高求解效率；从局部角度设计矩阵立方学习模型，通过积累6种启发式搜索操作优质信息，自适应地选择调整搜索深度及规则执行策略以改进解的质量。最后，通过仿真对比实验验证了HEDA＿RH求解MCISP＿PC的有效性。

关键词：规则启发式混合分布估计算法集成调度多阶耦合

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考虑中转的集装箱码头多资源集成调度

计算机工程与应用 2023年

作者：王晓光王宏宇刘博宇上海立信会计金融学院工商管理学院上海海事大学物流科学与工程研究院

为高效利用码头资源，提高集装箱码头作业效率，以大型转运港为背景，针对码头资源分配的战术决策问题，考虑到船期表稳定性、船舶间集装箱转运流量、泊位调度和堆场分配的相互影响，基于码头主动管理策略，建立了以所有集装箱转运任务... 详细信息

为高效利用码头资源，提高集装箱码头作业效率，以大型转运港为背景，针对码头资源分配的战术决策问题，考虑到船期表稳定性、船舶间集装箱转运流量、泊位调度和堆场分配的相互影响，基于码头主动管理策略，建立了以所有集装箱转运任务完成时间最小化为目标的码头多资源协同优化模型。在此基础上，设计了一种基于禁忌搜索的人工免疫算法对模型进行求解，通过六种不同规模的数值实验，以及与遗传算法和人工免疫算法的比较实验，验证了模型和算法的有效性。通过多情景案例分析，检验了协同调度模型的全面性和优越性，情景分析结果表明，综合决策模型最小可缩短4.33%的转运作业时间，最大可缩短20.19%，为集装箱码头多资源分配提供了有效的解决方法。

关键词：集装箱码头转运作业集成调度船期表泊位堆场

超启发式文化基因算法优化生产与预维修集成调度问题

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计算机集成制造系统 2019年第8期25卷 1885-1896页

作者：吴秀丽张志强赵宁李俊青北京科技大学机械工程学院北京100083 山东师范大学信息科学与工程学院山东济南250014

鉴于传统车间调度通常认为机器始终处于可用状态而有悖于实际生产环境的不确定性,考虑机器使用过程中需要周期性的进行预防性维修的情况,以最大完工时间和预防性维修总成本为目标,建立了机器预防性维修和柔性作业车间调度的集成优化模... 详细信息

鉴于传统车间调度通常认为机器始终处于可用状态而有悖于实际生产环境的不确定性,考虑机器使用过程中需要周期性的进行预防性维修的情况,以最大完工时间和预防性维修总成本为目标,建立了机器预防性维修和柔性作业车间调度的集成优化模型。针对该模型设计了年龄模型下的3种不同的集成策略,并开发了一种超启发式文化基因算法,算法采用两层结构,顶层采用文化基因算法的搜索机制,底层是全局搜索算子库和局部搜索算子库,采用基于概率的改进的自适应算子选择机制。实验表明,该算法可以有效求解生产调度与预维修集成优化问题。通过对比可知,同步集成策略表现最优。将役龄模型应用于同步集成策略中,进一步优化了同步集成调度策略,在保证机器可靠性的前提下降低了最大完成时间和预防性维修总成本。

关键词：生产调度预防性维修超启发式算法文化基因算法集成调度