基于改进退化隐马尔可夫模型的设备健康诊断与寿命预测研究

针对隐马尔可夫模型在进行设备健康诊断时与实际存在较大偏差的问题,提出了一种以似幂关系加速退化为核心的改进退化隐马尔可夫模型(DGHMM)。首先,引入退化因子描述设备衰退过程,提出的似幂关系加速退化较常规指数式加速退化而言,能更好地描述设备服役期间随着役龄增加性能的逐步下降。其次,以全局搜索能力相对较强的改进遗传算法代替常规EM算法进行参数估计,克服了EM算法易陷入局部最优的局限性。同时,针对隐马尔可夫模型时间上须服从指数分布而不能直接用于寿命预测的局限性问题,提出了一种以近似算法与Viterbi算法为基础的贪婪近似法,以寻求最大概率剩余观测为目的,动态地寻求最大概率剩余状态路径,对设备剩余寿命进行预测。最后,通过美国卡特彼勒公司液压泵数据集对所提出的方法进行验证评价。结果表明,基于改进退化隐马尔可夫模型的设备健康诊断与寿命预测方法在描绘设备退化、设备状态诊断准确率方面更加有效,在剩余寿命预测上亦为可行。

基于二阶段时间延迟的多产品生产系统生产与维修联合优化研究

针对多产品生产部件串联系统的生产和维修问题进行了研究,提出了基于二阶段时间延迟的联合优化模型。首先,基于生产周期分段理论,将整个周期等分成若干单位时间段,生产与维修共用每段时间,且若干时间段后采取一次预防维修。其次,考虑生产系统的实际生产时间、可用生产时间和维修耗费时间,建立了生产计划与维修计划总成本模型。其中,维修计划考虑缺陷和故障维修费用、维修检查费用,以及非正常状态下设备运行可能产生的不合格产品损失费用;生产计划考虑生产成本、库存成本、延期未交货成本和维修停机后恢复生产的设备启动成本。最后,通过算例分析,计算最优预防维修周期和各单位时间段各产品产量,验证了模型的有效性。

基于高阶隐半马尔科夫模型的设备剩余寿命预测

针对设备剩余寿命预测误差较大的问题,提出一种基于高阶隐半马尔科夫模型(HOHSMM)的剩余寿命预测模型。首先基于隐半马尔科夫模型,建立了HOHSMM,提出一种基于排列的HOHSMM降阶方法和复合节点机制,并相应地改进状态转移矩阵和观测矩阵,使得高阶模型转化为对应的一阶模型,将更多的节点依赖关系信息储存在待估计参数组中。其次,采用智能优化算法群代替EM算法,对模型进行参数估计以及结构优化,实现了智能优化算法对高阶模型拓扑结构的简化。再次,定义并推导了高阶模型中的状态驻留变量,运用基于多项式拟合的预测方法实现了在先验分布未知情况下的设备剩余寿命预测。最后,通过美国卡特彼勒公司液压泵数据集对所提框架进行了验证,结果表明,基于高阶隐半马尔科夫模型的设备剩余寿命预测方法是更加有效的。

基于可靠度的高铁制动机周期预防维修优化研究

针对高铁制动机维修难、维修成本高等问题,建立了周期性预防维修优化模型。首先,基于可靠性理论,以最低成本为目标函数,引入改善因子来描述故障率演化规则;其次,以故障率服从威布尔分布为例,并用Matlab工具进行求解,求得设备最佳预防性维修次数,以及可靠度与成本、可靠度与改善因子间的关系;最终通过算法编程得出的结果验证了该模型在实际中的有效性。

突发事件下的医院应急资源动态分配模型研究

针对突发事件下医院里应急资源供需不平衡的问题,进行了医院应急资源动态分配模型研究。考虑到病人数量增多以及病人伤情演变导致医院应急资源供应相对紧缺的现象,基于序贯决策理论,将病人需求的变化设计成一个马尔可夫决策过程,建立了医院应急资源动态分配模型。使用基本粒子群算法求解,通过某次地震发生后医院的救援实例进行分析。案例分析表明,马尔可夫决策过程可以动态地满足伤情演变下不同状态病人的需求,使得应急救援中整体的资源利用达到最优。

突发事件下的医院应急资源冗余配置优化模型

突发事件发生前,医院需要保持一定的应急资源冗余量。针对突发事件下医院应急资源冗余的配置优化问题,首先,基于效用理论,通过分析医院应急资源冗余的效用体现来对应急资源冗余进行定义和分类,确定了符合边际规律的效用函数;其次,建立了总效用最大化的医院应急资源冗余配置模型,并给出应急资源储存量的上限及应急合理度的下限作为模型的约束条件;最后,把粒子群算法和序列二次规划法相结合进行寻优求解。通过案例分析,得出了医院四种应急资源冗余的优化方案,总结出了医院的应急水平对医院应急资源冗余的需求程度。研究表明,应急资源冗余配置优化模型能够帮助医院在突发事件下很好地进行应急救援,提高医院应急资源的利用效率。

乳制品冷链物流的库存-生产策略优化研究

在日益激烈的企业生存竞争中,针对乳制品生产企业如何选取合适的生产批量和库存水平的问题,提出了成本-时间-客户满意度的三目标优化模型。首先,考虑乳制品的库存费用、周转时间和客户满意度,分别建立库存生产成本、库存周转时间和客户满意度优化模型;其次,以生产批量和库存水平为决策变量,应用多目标遗传算法,集成库存生产成本模型、库存周转时间模型和客户满意度模型,求出所有非劣解;最后,应用伪权向量法,通过保质期不同的产品验证提出的模型。结果表明,对于不同保质期的产品,均可得出最优库存生产批量大小和最优库存水平。

基于质量水平的乳制品冷链物流库存-生产策略优化研究

针对乳制品生产商—分销商—零售商构成的三级冷链下日益严重的食品质量问题,进行了三级冷链一体化库存模型研究。首先,引入了质量努力水平参数作为客户满意度的衡量标准,来刻画生鲜农产品的质量与利润的关系;其次,考虑到需求受产品质量影响且变质率服从三参数Weibull分布,以总利润最大化为目标函数建立三级冷链库存模型,同时对冷链上各成员的库存量及生产量用自适应遗传算法进行了规划求解;最后,以冷链中的乳制品库存—生产问题为案例进行仿真,验证了模型的有效性,并对质量努力水平进行灵敏度分析。结果表明,冷链各级成员考虑产品质量时,冷链整体利润更大,且质量努力水平越大,总利润越高。

基于改进萤火虫算法的分布式能源供应链配置研究

针对分布式能源供应链的配置问题,提出了改进人工萤火虫算法,结合云计算技术解决该配置问题。首先,以人工萤火虫算法的决策域半径为切入点,改进人工萤火虫算法的决策域半径,有效地解决了传统人工萤火虫算法寻优不稳定、算法精度低、后期收敛速度较慢的缺点;其次,全面采集系统信息,考虑各云处理中心各服务器的负载情况,建立基于改进人工萤火虫算法的分布式能源供应链配置需求侧均衡模型,以达到云计算环境下能源供应链中的配置均衡目标;最后,仿真分析表明,改进人工萤火虫算法可以更快、更稳定、更均衡地处理系统中的任务,优化分布式能源供应链配置。

基于场域理论的疫情期间党媒新媒体传播特征分析——以人民日报抖音号为例

在场域理论基础上,以新型冠状病毒肺炎时间轴为主线,以疫情期间人民日报抖音号为研究对象,对短视频中的主要评论内容进行多类别的文本情感分类,引入舆情聚合机制,将舆情演化与时间序列相结合,通过三维绘图将疫情期间的舆情演化趋势可视化。模型结果表明,人民日报抖音号主动适应社交媒体时代特征,充分发挥其党媒的优势,在新冠肺炎疫情期间,能够迅速有效地抢占舆论高地,守住公众信任的底线,及时将有效、重要的信息传播给广大受众,对疫情期间的舆情有着真实、客观的引导作用。

考虑缓冲区库存不足情况下的设备维护与缓冲区库存联合优化研究

针对缓冲区库存不足的两设备流水线生产系统(2M1B系统)设备维护问题,提出了生产设备维护与缓冲库存联合优化模型。首先,采用指数分布描述设备故障规律,表达运行周期的总故障次数;其次,通过分析缓冲区库存量在达到额定库存后的变化,提出了利用条件概率改进库存充足和库存不足两种情况下的设备维护和缓冲库存模型,基于更新酬劳定理,以故障次数和额定库存为决策变量,以总费用为目标函数,建立缓冲区库存不足情况下的设备维护与缓冲库存联合优化模型,并且将生产系统的缺货费用集成到了总费用模型;最后,通过算例分析,计算故障次数和最优缓冲区额定库存量,进行了灵敏度分析,验证了模型有效性,丰富了考虑缓冲库存的设备理论。

突发事件下的医院应急群决策模型研究

针对突发事件下的医院应急管理问题,进行了医院应急群决策模型研究。考虑到医院应急决策者心理行为特征的偏向性,将病人应急方案的选择设计成一个以医院决策者信息与病人集结信息之间距离最小为目标的非线性规划模型。根据病人的伤重程度和应急资源使用度的损益值,获得医院应急情景下的综合价值,根据累积前景理论,通过计算区间概率,获得医院应急情景下不同应急方式的累积前景值。使用模拟植物生长算法求解,莸得病人的最优集结信息。案例分析表明,该决策过程可以使得突发事件下医院应急管理方案达到最优。