利用精英策略ST-ACO算法对UA-FLP的优化求解

针对制造业中常见的不等面积设施布局优化问题(UA-FLP),提出了一种精英策略蚁群优化算法(ACO)。该算法的主要特点是采用基于切片树(ST)的编码方法,将解分成三部分,即一只蚂蚁代表一个解,它有三部分的信息素;然后结合启发式信息,进行更新寻优,得到最小的物流费用;同时采用比较新颖的边界曲线(BC)回溯方法求出最小物流费用所对应的设施布局尺寸,并确定设施之间最优的输入、输出点(I、O)位置;最后,通过算例对比证明了该方法在解决中小规模实际问题中的有效性及相比于某些现存方法的优越性。

不确定需求下的设备动态布局方法

针对现有车间设备动态布局方法存在的不足,在考虑产品需求不确定性对布局性能稳定性影响的基础上,提出了一种结合模糊理论与改进遗传算法的不等面积设备动态布局方法。分析了产品需求不确定性及其随时间变化特性,引入了三角模糊数描述不确定产品需求;通过分析各生产阶段间的设备重组过程,将动态布局转化为数个静态布局,构建了基于柔性区域结构的不确定需求动态布局模型。结合三角模糊数运算及排序方法与自适应局部搜索机制提出了改进遗传算法,以物料搬运及设备重组费用总和为优化目标,解决不确定需求下的不等面积设备动态布局问题。通过算例测试和实例分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

基于遗传算法的动态连续型设备布局方法

在企业未来产品需求可预测的情况下,对具有多个计划期的车间内动态设备布局问题进行了研究。将动态设备布局中设备重置费用简化为设备移动成本与产能损失成本,结合静态设备布局问题连续模型以及动态设备布局问题离散模型的研究方法,构建了针对不等面积设备的动态多期布局问题的连续模型,并设计了改进型的遗传算法对模型进行了求解。此算法具有新颖的编码策略以及自适应选择交叉算子,具有良好的寻优能力。最后通过对一个3×8动态连续型设备布局问题的实例验证,证明了模型与方法的可行性。

基于弹性区带架构的多目标设施布局问题研究

为解决设施面积不等的连续型设施布局问题,建立了基于弹性区带架构布置形式,以物料搬运成本最小、邻近关系最大、距离要求满足度最大的多目标设施布局模型。模型中考虑了区域内的横向、纵向过道,对设施的长宽比进行了限制,使得结果更符合实际情况。为克服传统多目标单一化方法需要人为设置子目标函数权重、主观性过强的缺陷,采用基于带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)的多目标优化算法求解模型,设计了相应的编码方式、交叉算子、变异算子、罚函数。最后通过某物流园区的实例分析证明了模型与方法的有效性。

基于Wang-Landau算法的动态设施布局方法

动态设施布局问题是设施在车间内多个阶段的布局规划问题。针对动态设施布局问题,国内外学者对离散模型研究较多,而对连续模型的研究却较少。根据连续动态设施布局的特性与需求,构建了不等面积的动态设施布局连续模型,求解该模型的难点在于缺乏一种高效的布局优化方法。通过将Wang-Landau算法与空位点放置策略、外推移动策略、内压移动策略三种启发式策略相结合,提出一种基于Wang-Landau抽样的启发式算法,并以此求解该模型。使用文献中已有的测试算例对提出的算法进行测试,计算结果表明,所提出的算法在求解连续动态设施布局问题上是有效的。

改进柔性隔间结构的不等形面积设施布局研究

不等形面积设施布局(UA-FLP)是一类广义的设施布局问题,允许所布置的设施在面积确定情况下通过改变其长宽而具有不同的形状。由于不等形面积设施布局额外增加了设施形状的变化维度,因此在求解过程中需要针对设施形状设定生成规则。在原来柔性隔间结构的基础上增加了隔间的方向性,所提出的改进柔性隔间结构在保证简洁性的同时扩大了整体的寻优空间。结合具有针对性的再搜索策略设计了求解问题的模拟退火算法,通过与采用柔性隔间结构表示的多个算例进行计算比较,验证了改进隔间结构的有效性与通用性。

不确定需求下的车间设施动态布局

针对不确定产品需求下车间设施动态布局问题,并考虑到现有不确定需求描述方法的不足,提出了一种结合模糊随机理论的车间设施动态布局方法。以最小化物料搬运成本、物料搬运总距离以及最大化面积利用率作为优化目标,构建了车间不等面积设施多目标动态布局模型,针对上述模型求解提出了一种基于位置的殖民竞争算法。最后,结合实例对比了确定、随机、模糊随机三种环境下产品需求的动态布局多目标优化模型,验证了模型的合理性和算法的有效性。

考虑评价偏差的交互式遗传算法

交互式遗传算法IGA求解隐式目标优化,存在用户评价不确定性和用户疲劳问题,为此提出考虑评价偏差的交互式遗传算法DE-IGA.算法DE-IGA根据用户认知规律,设计用户评价适应值修正模型,修正力度随不确定性由大到小;根据基因相似度,由上一代最优个体的基因特征选择下一代的用户评价个体;依据基因相似性将种群划分为粒,对粒内未评价个体的适应值估算并调整;将所提出的DE-IGA算法应用于不等面积布局问题UA-FLP.实验结果表明,算法能够有效提高用户评价准确性,提高收敛性,减少运行时间,降低用户疲劳.

面向动态设施布局的禁忌搜索算法

针对不等面积动态设施布局问题(UA-DFLP)中不干涉约束处理这一难点问题,采用拟物方法将设施与车间外部区域均想象为具有弹性的光滑实体,通过模拟弹性物体在挤压弹性力作用下不断运动来解决设施间的干涉性约束问题。将传统禁忌搜索算法中禁忌对象与解的接收准则进行改进,并结合基于邻域构型的启发式布局更新策略,提出一种面向UA-DFLP的启发式禁忌搜索算法。通过3组算例对算法进行测试,实验结果表明所提出的布局方法是求解UA-DFLP的一种有效方法。