基于仿真建模的不确定工时条件下的转向架产能评估方法

由6个车间数百个工位和若干种物流方式组成的A公司转向架生产系统,因部分工序工时不确定,且产线常有小规模改造,传统产能评估方式误差较大,缺少较准确的产能数据辅助决策手段来制定生产计划。基于仿真软件Factory Simulation进行车间仿真建模,对现实转向架车间生产同步仿真,再对不确定工时的工序进行历史数据分析,建立拟合模型,并将分析所得参数导入仿真模型中,最后对仿真模型进行1 000次并行仿真,分析仿真输出数据,实现准确产能评估。

不确定工时下多目标柔性作业车间调度问题的进化求解方法

在实际工业生产中,调度环境的复杂性与不确定性使得调度问题求解难度大大提高.针对加工时间不确定的柔性作业车间调度问题,采用不确定参数描述随机工时波动程度和约束条件允许违背程度,构建工时波动服从指数分布的多目标柔性车间调度模型.基于机会约束规划理论,将不确定调度问题转化为加工时间确定的柔性作业车间调度问题,求解得到一定程度上具有鲁棒性能的调度方案.在执行过程中,采用工序移动调整和重调度方法对作业排产方案进行动态调整.基于双链式编码以及贪婪插入法解码规则,提出了基于变邻域搜索的混合NSGA-Ⅱ算法.针对车间调度问题的多约束性和计算复杂度高等特点,设计了基于机器选择的复合启发式规则,包括依据概率的最小累计机器负载和最短工序加工时间规则,以获取更加接近Pareto前沿的均匀分布初始种群.采用改进工序和设备交叉策略以提高算法的全局搜索能力.此外,基于关键工序和机器选择的多种邻域结构,设计了变邻域搜索策略,以进一步提高算法的局部搜索能力.通过Kacem和Brandimarte标准算例的数值仿真以及与多种代表算法的统计比较,验证了所提算法的有效性.本文所提算法为不确定柔性作业车间调度问题提供了更优的调度方案.

考虑工时不确定的混合流水车间滚动调度方法

针对加工时间不确定的混合流水车间动态调度问题,提出一种基于滚动窗口的改进蚁群算法。为实现对事件驱动机制下重调度发生频率的有效缓冲,设计基于交货期偏差容忍度的滚动调度策略。同时为提高调度算法的计算效率,以应对现实生产中工时偏差的频繁发生,在滚动时域分解方法框架下提出一种改进的蚁群算法。一方面,通过压缩蚂蚁可选路径限制其移动范围,在缩短蚂蚁搜索周期的同时寻求新的解;另一方面,通过适当刺激蚂蚁尝试具有较弱信息素路径,提高所得解的全局性。通过实例仿真,分别对滚动调度策略和动态调度算法性能进行分析验证,得出较优的滚动调度策略参数,并验证了算法的优越性。最后给出实际生产算例,验证了滚动调度方法的有效性。

工时不确定条件下的车间作业调度技术

为解决工时偏差快速调整、多种调整要求综合协调的问题,提出了面向多品种、变批量生产模式的工时不确定条件下的车间作业动态调度技术。通过分析工时不确定条件下车间作业调度方案制定的不确定性、执行过程的动态性、变更影响的关联性以及响应的实时性内涵,提出了解决工时不确定下调度问题的缓解、隔离和快速响应相结合的处理策略;在对工序移动、变换顺序、调整设备和重调度处理流程综合分析的基础上,建立了统一的模块化作业调度方案动态调整流程;基于调度方案数据结构的建模,提出了受影响工序遍历及其关联树构建算法;提出了工时偏差容忍度的概念,实现了对调度问题影响范围的有效缓冲;提出了工时扰动偏差驱动下的前后移动调整、顺序调整、设备更换调整和重调度调整等动态调度算法,解决了作业计划与执行现场同步的问题。最后,通过实例分析说明了该技术的有效性。

任务工时不确定的模具车间前摄性调度研究

由于模具生产属于非重复性生产模式,各工序的工时具有很强的随机不确定性,这给模具车间制定合理可行的作业计划带来了一定的困难。针对这一实际问题,提出了一种考虑任务工时不确定性的前摄性车间调度算法。首先,分析了模具精加工环节的两道关键工序对制造系统稳定性的影响,并基于工序的工时不确定特性,建立了任务工时不确定的离散概率模型;然后,以调度方案的稳定度作为优化目标,构建了两阶段流水车间前摄性调度模型,针对该模型,提出了一种变宽集束搜索求解算法;最后,将该算法与定宽集束搜索算法进行对比分析,结果表明该算法能很好地兼顾求解质量和计算时间。

基于NP框架和仿真的MRO调度问题研究

与传统的制造业调度问题相比,MRO(Maintenance, Repair and Overhaul,即航空维修,包括飞机维护、修理和翻修)系统面临更多的不确定性和复杂性,如拆分-修理-组装的三级结构、待维修件质量水平的不确定、物料匹配需求以及不确定工艺路线和工时。文中针对MRO调度问题建立以最小化期望权重延误时间为目标的混合整数线性规划模型,然而,使用传统的优化方法很难对此类NP-hard问题求得最优解,于是提出一种基于嵌套分割(NP)算法框架的混合算法NP/NEH/OCBA对该问题进行求解,最后,通过基于实际背景的算例验证了模型的可行性并对比分析了NP/NEH/OCBA算法与其它相似算法的优势。

基于MO^2TOS算法的航空维修业调度问题研究

与传统的制造业调度问题相比,一些复杂的特点使得航空维修企业调度问题更加难以处理,如:拆分-修理-组装的三级结构、物料匹配需求以及不确定工艺路线和工时。在对航空维修企业调度问题详细分析的基础上,本文建立以最小化期望权重延误时间为目标的混合整数线性规划模型,因为该问题是NP-hard问题,通过使用传统的优化方法很难求得最优解,本文提出基于多精度仿真模型的MO^2TOS算法对该问题求解,其中高精度模型包含随机参数,直接运行比较耗时,而低精度模型属于确定性模型,更适合用于MO^2TOS算法的序转换阶段。最后,通过基于实际背景的算例验证了模型的可行性并对比分析了MO^2TOS和其他相似算法的特点。

基于仿真优化的MRO调度问题研究

与传统的制造业相比,MRO(Maintenance,Repair and Overhaul,即航空维修,包括飞机维护、修理和翻修)系统面临更多的不确定性和复杂性,如拆分-修理-组装的三级结构、待维修件质量水平的不确定、物料匹配需求以及不确定工艺路线和工时,使得MRO系统的计划和调度问题更加难以处理。在对MRO调度问题详细分析的基础上,文中建立以最小化期望权重延误时间为目标的仿真模型,并应用调度规则、NEH和GA三种启发式算法对仿真模型进行求解,最后,通过基于实际背景的算例验证了模型的可行性并对比分析了多种仿真优化算法的特点,文中的结论也从不同角度给实际MRO企业调度管理者提供决策参考。

不确定性工时下甲板作业的前摄性鲁棒调度

针对舰载机甲板作业流程复杂、资源受限、工时不确定等特点,为提升周期时限约束下机队作业调度的鲁棒性,研究了不确定性工时下甲板作业的前摄性鲁棒调度方法。首先将机队作业抽象为不确定性资源受限下的多项目调度问题,考虑时空及多机间工序交叉耦合约束后构建了混合整数规划模型;其次针对不确定性工时的概率分布特性,提出基于机群按时完成概率、最大完工期望和方差等综合指标的鲁棒性目标函数,建立了甲板集中式保障前摄性鲁棒调度模型,提出了三阶段鲁棒调度生成机制与预约束策略(C^(PC)),并设计了结合双种群遗传优化和自适应变邻域局部优化的I-Memetic优化算法,采用Monte Carlo模拟对鲁棒性基准调度作了验证。实验表明,前摄性鲁棒调度能较好抑制在甲板作业周期内工时不确定性扰动,确保甲板作业鲁棒运行;在确定性与鲁棒性调度仿真中,提出的算法显著优于其它相关智能优化算法,而在鲁棒性调度策略中CPC策略最佳。

任务工时不确定的项目群延期问题分析与改进

指控方舱的研制过程,具有任务工时不确定的特点。工时的不确定经常造成项目延期。本文将某部指控方舱项目视作一个项目群,在分析常见延期问题的基础上,综述项目进度管理的方法与技术,定性给出项目群延期问题的改进方法。