基于订单相似度的AutoStore系统订单分批问题研究

作为一种高度自动化、智能化的高密度存储系统,AutoStore系统受到电商企业广泛关注。相较传统仓库,该系统能显著提高效率、降低成本。为进一步优化其效率,针对AutoStore系统中订单分批问题,以最大化单批订单相似度为目标构建了混合整数线性规划模型,并设计了基于层次聚类的启发式算法进行求解。根据现实订单数据设置了多个不同规模算例,通过实验证明了算法可行性。结果表明对不同规模订单分批问题,所提出算法均可在短时间内取得较优解。

多约束混流线平衡与排序优化问题研究

针对G企业混流装配线设计不合理导致工位间负载不均衡及产品堆积现象,考虑工序与工位间匹配关系,节拍时间、工序优先关系等多约束,以减少工位数量、均衡工位间负载、减少产品等待时间为目标,建立混流装配线设计与产品排序问题的多目标混合整数规划模型,分别设计了分层算法和混合启发式算法;利用小规模算例验证了分层次算法的精确性,利用大规模算例验证了混合启发式算法高效性。基于本文算法对G企业装配线进行优化后,其工位间负载极差由15.6 min减少到0.1 min,优化后投产顺序对应的节拍时间降低了6 min。

Part Supply Method for Mixed-Model Assembly Lines with Decentralized Supermarkets

In-house part supply affects the efficiency of mixed-model assembly lines considerably. Hence, we propose a reliable Just-In-Time part supply strategy with the use of decentralized supermarkets. For a given production sequence and line layout, the proposed strategy schedules tow train routing and delivery problems jointly to minimize the number of employed town trains and the traveling time, while ensuring that stations never run out of parts. To solve this problem, a mathematical formulation is proposed for each sub-problem aiming at minimizing supply cost. Then, a dynamic programming algorithm for routing and a greedy algorithm for delivery are developed, both of which are of polynomial runtime. Finally, a computational study is implemented to validate the effectiveness of the strategy, and to investigate the effects of the delivery capacity of tow trains and storage capacity of stations on supply cost.

生物质资源库存-路径整合优化问题研究

库存和路径是供应链中两个重要决策问题。本研究旨在整合优化生物质资源供应链中的设施库存和车辆路径,将总成本降至最低。本研究在优化供应链中车辆路径规划问题时,加入对设施库存问题的考虑,通过对两个问题的整合优化来减少牛鞭效应的影响。针对整合出的生物质资源供应链库存-路径优化问题建立混合整数规划模型。由于问题的计算复杂度较高,导致求解问题会消耗大量时间,为此开发混合启发式算法(HHS)实现高效决策。通过算例测试验证了模型及算法的可行性,计算结果可应用于实际的生物质资源供应链库存和路径。CPLEX精确解和HHS算法近似解的比较表明HHS算法可求得十分接近精确解的近似解且更加高效。

不确定环境下混流装配生产车间的动态物料配送策略

为使生产车间的物料配送环节适应当前多品种小批量生产和个性化市场的需求,从分析生产车间环境的复杂性和不确定性入手,通过建立不确定环境下的配送成本期望模型,确定了物料的最佳配送区间;结合混流装配生产线的特点,设计了基于动态周期的物料配送策略;基于该策略,建立了以最小化配送成本和最大化满载率为目标,物料需求时间和线边库存容积以及行进路径为约束的优化模型,并针对该模型的设计了基于遗传算法的求解算法。最后,针对实际应用场景,通过eM-plant软件搭建仿真模型,分别模拟传统的配送策略和所设计的配送策略,对比结果验证了本文所提策略的优越性和有效性。

基于工位约束快速启发式算法的混合装配线分段优化

基于目前许多混合装配线多为人工装配的特点,对混合装配线改造问题进行了研究.在现有搭积木模型快速启发式算法的基础上进行改进,建立了带盒子约束可重叠搭建的积木塔模型,制定了新的搭建规则,在此基础上提出了一种适用于对原有混合装配线进行改造的带有工位约束的启发式算法;并针对混合装配线提出了分段优化的策略,将大规模问题分解为小规模问题进行研究,提高了算法的求解速度.算例验证了带工位约束启发式算法的可行性及有效性.

利用能量函数和主动轮廓模型提取道路边缘线

针对高分辨率遥感影像道路边缘线交叉口断裂问题,提出一种利用能量函数和主动轮廓型提取遥感道路边缘线方法。在利用概率增进树算法和形态学运算提取道路条带,通过细化算法获取道路中心线基础上,沿道路中心线外推以检测初始道路双边缘线;鉴于道路边缘线存在局部曲率变化过大的问题,利用梯度特征和光谱信息构建能量函数,设计路径代价,结合Dijkstra算法优化初始道路双边缘线。通过构建Snake模型,利用离散动态规划算法解算模型,连接交叉口断裂处,解决交叉口断裂问题,进而得到最终道路双边缘线。实验结果表明,该方法能够较好提取连续、平滑的道路双边缘线,准确率达88%。

一类运输工具带双重能力约束的LRP问题

分析了一类运输工具受双重能力约束的LRP问题,即在物流网络节点最大单批处理能力及运输工具总运输能力双重约束的情况下,如何进行物流中心选址和运输路线安排,使总的费用最小.模型假设网络系统满足如下条件:①节点的最大单批处理能力是逐层变化的;②货物只能用不同运输工具经过某一物流中心进行中转运输.文中建立了混合整数规划模型,提出了一种优化算法,并用优化算法对实例进行求解.

混流汽车装配线缓存区配置优化

混流汽车装配线工艺复杂,关键位置缓存区数量难以确定,造成装配线无法正常、高效运行。文章以评价混流汽车装配线重要因素的装配线平滑指数和产能最大化为优化目标,建立以混流汽车装配线工艺信息、空间布局、物流路径为约束条件,关键位置缓存区数量为变量的仿真模型;针对该问题的复杂性,提出了一种基于遗传算法的仿真优化算法,并在Delmia/QUEST仿真环境中进行仿真优化,从而确定关键位置缓存区最优数量,实现装配线动态平衡和产能最大化。

混流生产线平衡的动态规划及启发式方法

本文利用多级存贮和多级持有成本概念以及连贯排序特性,将混流装配系统转化为一个序列系统,并提出了可以使包括劳动力成本、存贮成本以及装卸成本在内的总成本极小化的计算方法。最后,通过运算结果证明了所提算法应用于混流线设计的有效性。

基于改进型遗传算法的混流U型装配线第二类平衡问题

针对最小化生产节拍的第二类混流U型装配线平衡问题,构建了混合整数规划模型,并设计了改进型遗传算法求解.在遗传算法的解码过程中,采用3种搜索方式将工序分配到工作站,比较了 3种搜索方式下的工作站时间,并参照期望生产节拍值筛选出最优的工作站分配方式,再根据分配方式的寻优情况判断是否自动更新期望生产节拍值.通过大量的标准算例,证明了改进型遗传算法的有效性.最后,结合实际案例分析,再次验证了混合整数规划模型和改进型遗传算法的有效性.

集装箱堆场出口箱箱位分配优化模型及算法

针对集装箱堆场出口箱箱位分配问题,考虑出口箱进场时间的随机性,在不同重量等级集装箱混合堆存模式下,以取箱装船过程中翻箱操作最小化、场内集卡运输距离最小化和使贝位内各堆栈中箱数均衡为目标,建立了堆场出口箱箱位分配的多目标优化模型,并设计启发式优化算法,对具体箱位分配问题进行求解;通过数值实验验证模型和算法的有效性,并对不同算法求解结果以及数学规划模型求解结果进行对比分析;该结果对堆场出口箱箱位分配问题有一定的实用价值.

装配生产线建模方法及资源优化研究

针对目前装配生产线普遍存在的生产效率低下、资源利用率不高的问题.本文以大型装配生产线为研究对象,对其进行资源优化配置.首先,构建有效的装配线Petri网模型,并配置保证Petri网正常运行的最少资源.其次,基于线性规划提出一种用于装配生产线优化的通用启发式算法,对装配生产线进行资源优化配置.在不超过预算的基础上,使生产线的生产效率最大化.最后,以某公司的汽车液力变矩器装配生产线为例,采用本文提出算法对该生产线进行资源优化配置,并通过仿真验证了算法的有效性.

电子侦察卫星动态调度问题的快速启发式算法

卫星电子侦察中针对动态突发事件重新制定侦察计划是侦察任务规划所要解决的基本问题.分析导致动态调度的扰动因素,把不同扰动下的动态调度问题归结为一类复杂约束下的任务插入问题.建立混合整数规划模型,提出快速启发式任务插入算法(含三个基本算法——直接插入任务算法、移位插入任务算法和替换插入任务算法);基于初始调度方案的优良特性,极大降低动态调度复杂性.仿真实验表明:该算法能有效解决电子侦察卫星动态调度问题.

单线图动态规划最优布局成图技术

提出了一种基于动态规划算法得到布局最优解实现区域电网单线图生成的方法.根据电网空间数据构建拓扑模型,执行广度优先算法得到多个能构成连通图的邻接矩阵以及矩阵遍历序列,根据邻接矩阵宽度计算出能容纳全部设备的正方形范围,并建立了设备最小间距为优化目标的数学模型.提出了动态规划最优布局求解的算法,应用该算法求解布局最优解数组,最后按照最少交叉原则进行正交化处理.应用实例表明通过最优解布局的成图美观且高效.

站间操作者不同的并行拆卸线平衡问题优化

针对现有并行拆卸线对各拆卸线任务定义不明确且数学模型均为概念模型,考虑站间操作者不同,构建以最小化工作站数目、机器人数量、拆卸成本和空闲时间均衡指标为优化目标的并行拆卸线平衡问题的混合整数规划模型.提出适应该问题的改进头脑风暴优化算法,该算法通过双层编码构造可行拆卸序列,离散化原始操作,设计单个个体和2个个体产生机制的变异交叉方式.为了增加种群个体的多样性,设计四点交叉的操作策略.针对优化目标的多重性,引入Pareto解集思想和拥挤距离筛选多目标非劣解.应用CPLEX和LINGO求解小规模算例精确解,与算法求解结果对比,验证了该模型的正确性与算法的有效性.应用该算法求解P25经典算例,与现有的多篇文献结果对比,验证了该算法求解性能的优越性.将所建模型和所提算法应用于电视机与电冰箱的并行拆卸线实例中,通过不同的对比实验验证了所提算法的优越性.

面向紧急订单的混流装配线动态调度

针对混流装配线上紧急订单插入的情形提出一种动态调度策略,通过对未上线产品队列的重调度以及在制品队列的动态调度,实现紧急订单的最大程度优先交付和生产目标的最优化。基于在制品状态转移路径的可调整性,对在制品的可达产品集进行分析,为在制品队列的动态调度建立了一个指派问题模型,实现了紧急订单最优先交付的非停线动态调度,并基于产品装配状态路径的树状结构设计了一种启发式算法对该模型进行求解。结合生产实例对模型与算法进行了求解与仿真,结果表明了模型和算法的有效性。

双层过道布置问题的混合整数规划模型及启发式求解方法

针对布局活动中为节约用地成本设施被迫布置在多层空间的情况,提出双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数规划模型。该模型考虑了设施在两层空间的布置优化,且不同层设施之间存在物流交互,交互通道为放置在过道最左边的货梯。针对该问题,提出一种基于C2Opt邻域搜索的启发式算法,同时引入inversion程序产生扰动,采用倒置的方式重新排列当前设施序列,以避免算法陷入局部最优,并设置了最优设施序列的记忆功能,以保留邻域搜索过程中的精英解。基于建立的混合整数规划模型,运用Lingo软件对28个测试问题(9~49个设施)进行了精确求解,进而应用所提启发式算法对所选测试算例进行测试,并与3种启发式算法的求解结果进行对比,结果表明所提启发式方法在求解质量和计算时间上均有良好表现。

基于启发式算法的农机混流装配线平衡分析与优化

针对某农机企业装配车间生产效率低下的问题,以玉米机装配线为研究对象,对其构建和优化混流装配线进行了研究。首先计算了玉米机不同型号产品构建混流装配线的综合作业时间,绘制了作业优先顺序图,然后运用启发式算法对该混流装配线的平衡问题进行了分析与优化,最后运用Flexsim仿真软件对混流装配线进行了动态仿真,以此验证了构建的混流装配线的可靠性。通过优化,混流装配线平衡率提升了14.87%以上,装配线瓶颈工时降低了(13.47~19.28)min,生产效率提高了一倍以上。研究结果表明,运用启发式算法可直接得到混流装配线工位数和作业时间,有效解决农机混流装配线平衡优化问题。

混流双边装配线平衡的改进型教与学优化算法

为有效求解第一类混流双边装配线平衡问题,提出一种改进型教与学优化(Improved Teaching-Learning-Based Optimization,ITLBO)算法。该算法在传统教与学优化算法基础上,利用随机键方法进行初始化,并在"教"与"学"阶段后增加自学习阶段,增强算法的局部搜索能力。同时,结合混流双边装配线的特点,提出新的启发式解码方法。该解码方法考虑操作相关空闲时间,并在解码中减少其空闲时间;在解码中考虑两边工位的负载均衡,保证负载平衡;提出新的最后成对工位处理策略,进一步减少工位的数量。利用该算法对混流双边装配线平衡标杆问题进行求解,并与6类不同的算法进行对比。对比试验表明,所提出的启发式解码方法能有效减少空闲时间,所采用的算法优于其他对比算法。