集成设备状态控制的柔性作业车间节能调度方法

1

作者 梁啸林 江志刚 +3 位作者 朱硕 张华 鄢威 张成根 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3889-3900,共12页

柔性作业车间节能调度与设备节能控制是优化车间加工能耗和空闲能耗的两个关键步骤,但以往设备节能控制与调度通常分段进行优化,忽视了调度优化结果对设备状态控制决策过程的强约束,从而限制了车间的节能优化潜力。为此,提出一种设备状... 柔性作业车间节能调度与设备节能控制是优化车间加工能耗和空闲能耗的两个关键步骤,但以往设备节能控制与调度通常分段进行优化,忽视了调度优化结果对设备状态控制决策过程的强约束,从而限制了车间的节能优化潜力。为此,提出一种设备状态控制与车间节能调度集成优化的方法。首先,通过分析工件排序、设备选择和设备节能控制策略变化对车间能耗的综合影响,建立集成设备状态控制的车间调度优化模型。其次,根据集成优化问题特性,设计了一种基于工件序列、机器序列和设备状态控制序列的三层式编码方式,同时,提出自适应分层策略和节能调度规则改进多目标优化算法对集成优化模型进行求解。最后,结合Brandimarte中的标准算例,通过对车间调度和设备状态控制分段式优化结果进行对比,验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 节能调度 集成优化 设备状态控制 柔性作业车间 多目标优化算法

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基于Petri网和GASA的双资源JSP动态优化调度 被引量：8

2

作者 陶泽 隋天中 +1 位作者 谢里阳 刘晓霞 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期405-409,共5页

以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模.该模型不仅能够反映柔性生产线上待加工产品的多条工艺加工路径及其资源约束,还可以对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述.利用遗传算法和模拟退火算法(GASA)获... 以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模.该模型不仅能够反映柔性生产线上待加工产品的多条工艺加工路径及其资源约束,还可以对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述.利用遗传算法和模拟退火算法(GASA)获得调度结果,用于解决作业车间在机床、操作工人等生产资源制约条件下的动态优化调度.该调度以生产周期为目标,通过多种交叉、变异、概率更新、再分配策略等遗传和模拟退火操作,得到目标的最优或次优解;尤其重要的是该算法能够在扰动发生后迅速提供新的调度计划.对算法进行了仿真研究,结果表明该算法是可行、有效的. 展开更多

关键词 动态车间调度 Petfi网 控制器 遗传算法 模拟退火算法

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面向随机加工时间的车间作业调度 被引量：15

3

作者 于晓义 孙树栋 王彦革 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第19期2319-2324,共6页

提出了面向随机加工时间的车间作业调度方法,认为在整个遗传进化过程中出现频率越高的个体对环境的适应能力越强,该个体对应的调度方案为较优方案,构造了用于解决加工时间为服从正态分布的随机变量的车间作业调度问题的扩展遗传算法。... 提出了面向随机加工时间的车间作业调度方法,认为在整个遗传进化过程中出现频率越高的个体对环境的适应能力越强,该个体对应的调度方案为较优方案,构造了用于解决加工时间为服从正态分布的随机变量的车间作业调度问题的扩展遗传算法。在算法中设计了考虑设备能力空间的解码算法以产生活动调度方案;在交叉/变异过程中通过设计的基因调整算法确保新个体的合法性,以满足工序约束;采用基于适应值的轮盘赌的选择策略控制遗传进化的方向,使算法快速收敛到最优解。仿真实验验证了该算法在企业实际随机车间作业调度中的有效性。 展开更多

关键词 随机车间作业调度问题 遗传算法 生产管理 生产控制

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面向加工时间可控的柔性作业车间节能调度问题建模 被引量：12

4

作者 孟磊磊 张超勇 +2 位作者 肖华军 詹欣隆 罗敏 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1062-1074,共13页

针对制造车间能量利用率较低、节能潜力巨大的现状,以最小化车间总能耗和最大完工时间为目标,研究了考虑关机/重启节能策略和加工时间可控的柔性作业车间调度问题(FJSP)。首先,对考虑关机/重启节能策略和加工时间可控FJSP车间能耗进行... 针对制造车间能量利用率较低、节能潜力巨大的现状,以最小化车间总能耗和最大完工时间为目标,研究了考虑关机/重启节能策略和加工时间可控的柔性作业车间调度问题(FJSP)。首先,对考虑关机/重启节能策略和加工时间可控FJSP车间能耗进行了分析与建模;然后,根据加工时间可控FJSP特性,分别基于空闲时间与空闲能耗的建模思想,提出两个考虑关机/重启节能策略的混合整数线性规划(MILP)模型;最后,使用CPLEX求解器对20组测试实例进行求解,分别从尺寸复杂度与计算复杂度两方面对所提出的两个MILP进行对比评估。实验结果表明,所提出的两个MILP模型都是有效的,基于空闲能耗的MILP模型效果好于基于空闲时间的MILP模型。基于ε-约束法,将最大完工时间目标转换为约束条件,获得了问题的Pareto解,并进一步对所求解甘特图进行分析,挖掘了节能规则。 展开更多

关键词 柔性作业车间调度 加工时间可控 混合整数线性规划 节能 ε-约束法

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自适应超启发式遗传算法求解随机型生产调度问题 被引量：3

5

作者 孙亮 王晓原 张运才 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2013年第9期2158-2163,共6页

不确定型车间作业调度问题是由确定型车间作业调度问题转化而来的一个随机规划问题.针对目前求解SJSSP问题的启发式算法存在的一些局限,利用目标函数理想最值的条件,以最大加工时间最小化的期望为目标函数,提出了自适应超启发式遗传算法... 不确定型车间作业调度问题是由确定型车间作业调度问题转化而来的一个随机规划问题.针对目前求解SJSSP问题的启发式算法存在的一些局限,利用目标函数理想最值的条件,以最大加工时间最小化的期望为目标函数,提出了自适应超启发式遗传算法(Adaptive Hyper-Heuristics genetic algorithms,AHHGA),解决此类问题.在上层利用目标函数理想最值的条件,对于不同的场景选用不同的启发式规则.在下层根据上层选择的启发式规则,构造可行解,然后搜索获取最优解.通过上下两层的协同搜索,确保在有限的搜索范围内,找到性能更为优良的解,与此同时,尽可能的减少运算时间.仿真分析表明,对于FT类基准问题,当加工时间服从正态分布时,本文提出算法较目前求解此类问题的同类方法的求解质量具有一定的改进. 展开更多

关键词 车间作业调度 遗传算法 生产管理 生产控制

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敏捷制造系统的多Agent结构与调度方法研究 被引量：3

6

作者 李应 杨善林 左春荣 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期541-545,共5页

敏捷制造系统应具有实现动态重构、通过网络对外交流和对外合作功能。该文设计了分布式多代理车间调度系统的体系结构,分析了当前研究较多的几种调度算法的局限性,特别是传统合同网协议及其限制,从车间内部和企业间两个方面分析了基于扩... 敏捷制造系统应具有实现动态重构、通过网络对外交流和对外合作功能。该文设计了分布式多代理车间调度系统的体系结构,分析了当前研究较多的几种调度算法的局限性,特别是传统合同网协议及其限制,从车间内部和企业间两个方面分析了基于扩展CNP的制造单元调度过程和方法。针对企业间任务分配设计了一种多阶段、多任务的扩展合同网调度方法。 展开更多

关键词 车间控制结构 代理 调度方法 扩展合同网

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基于Petri网的JSP动态优化调度 被引量：1

7

作者 陶泽 徐炜达 +1 位作者 肖田元 郝长中 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期46-49,共4页

提出一种在柔性制造系统动态优化调度中处理紧急定单的方法。以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模,对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述,利用遗传算法和模拟退火算法获得调度结果,用于解决作业车间... 提出一种在柔性制造系统动态优化调度中处理紧急定单的方法。以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模,对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述,利用遗传算法和模拟退火算法获得调度结果,用于解决作业车间的加工受到机床、操作工人等双资源制约条件下的动态优化调度。当有紧急定单需要加工时,该方法把剩余任务和紧急任务作为两个独立的任务分别处理,然后进行集成,在紧急任务为最优调度的基础上选取剩余任务的最优调度,找到兼顾整体和局部的最优解。仿真结果说明了算法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 Petri刚 控制器 动态车间调度 紧急定单

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车间作业的混合组合规则调度方法 被引量：2

8

作者 张晓坤 彭炎午 耿峰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期627-632,共6页

分析多种类型零件投放车间时根据零件工艺路线特点，在不同机床上选用适当的启发式调度规则，实现车间调度周期内的多规则混合调度（ＭＤＲ－ＭｉｘｅｄＤｉｓｐａｔｃｈｉｎｇＲｕｌｅ）的方法。实验结果表明，针对具体加工任务和加工... 分析多种类型零件投放车间时根据零件工艺路线特点，在不同机床上选用适当的启发式调度规则，实现车间调度周期内的多规则混合调度（ＭＤＲ－ＭｉｘｅｄＤｉｓｐａｔｃｈｉｎｇＲｕｌｅ）的方法。实验结果表明，针对具体加工任务和加工资源特点，通过有限步的仿真搜索所形成的多规则混合调度，算法性能比通常所采用的针对所有机床的单规则调度算法有明显提高。该方法已应用于作者开发的车间控制器中。 展开更多

关键词 优先调度规则 混合规则控制 车间调度 车间作业

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求解多目标双资源柔性车间调度问题的改进NSGA-Ⅱ算法 被引量：7

9

作者 张守京 杜昊天 侯天天 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第5期771-778,共8页

针对操作工人之间存在效率差异的多目标双资源柔性车间调度的问题,构建了以生产时间最小化、生产成本最小化和绿色制造评价系数最小化为目标的柔性车间调度优化模型,并设计了一种改进的NSGA-Ⅱ算法对其求解。首先,采用量子编码对工序进... 针对操作工人之间存在效率差异的多目标双资源柔性车间调度的问题,构建了以生产时间最小化、生产成本最小化和绿色制造评价系数最小化为目标的柔性车间调度优化模型,并设计了一种改进的NSGA-Ⅱ算法对其求解。首先,采用量子编码对工序进行编码,随后利用小生境技术初始化种群、重复个体控制策略和熵权法选择策略来提升算法效率,避免算法早熟收敛,并选出最优解。最后通过算例和改进前的NSGA-Ⅱ进行对比测试,验证了改进后的NSGA-Ⅱ可以很好的解决上述的柔性车间调度问题。 展开更多

关键词 双资源约束 改进NSGA-Ⅱ 小生境技术 重复个体控制策略 柔性车间调度

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基于Stigmergy的Holonic控制架构与调度策略

10

作者 汤洪涛 刘璐 +1 位作者 陈明 鲁建厦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期49-54,62,共7页

针对制造执行系统递阶式的控制结构以及Stigmergy机制在Holonic控制架构中应用的局限性,通过在Holonic制造系统PROSA参考架构基础上为基本holon以及参谋holon分别设计对应的蚂蚁holon,构建了基于Stigmergy的Holonic控制架构,给出了该架... 针对制造执行系统递阶式的控制结构以及Stigmergy机制在Holonic控制架构中应用的局限性,通过在Holonic制造系统PROSA参考架构基础上为基本holon以及参谋holon分别设计对应的蚂蚁holon,构建了基于Stigmergy的Holonic控制架构,给出了该架构下各类holon单元的4种内部holon(数据holon、决策holon、通讯holon和结构holon),并定义了应用于基本holon和参谋holon之间传递具体信息以及订单holon与资源holon之间协商加工方案的两种信息素。给出了作业车间调度问题的数学描述,以最长完成时间最短为调度目标,提出了在基于Stigmergy的Holonic控制架构下各类holon单元以两种信息素为媒介协商实现作业车间调度的基本策略,并通过算例验证了该策略的有效性。 展开更多

关键词 作业车间调度 Holonic控制架构 STIGMERGY 协商机制 蚁群算法

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神经网络方法求解多目标多加工工艺的柔性制造系统散件调度

11

作者 朱兰娟 吴智铭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期661-664,共4页

针对多目标、多加工路径选择的柔性制造系统 ( FMS)散件调度特点 ,提出一种带可控因素的神经网络模型 .用灵活的规则推理体现 FMS的系统目标 ,用可靠的神经网络演算解决非线性问题的优化组合 。

关键词 神经网络 散件调度 多目标加工工艺 FMS

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基于遗传算法车间流控制中调度问题的研究 被引量：9

12

作者 张克宇 周浚哲 +2 位作者 郝永平 张建富 魏长军 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2004年第4期743-746,共4页

提出了实现车间调度的混合遗传算法的设计方案 ,把经典的启发式算法、自适应算法与遗传算法相结合 ,将启发式搜索运用于初始种群的生成 ,充分发挥遗传算法良好的全局搜索能力和启发式搜索结构简单搜索速度快的特性 .采用自适应方法改进... 提出了实现车间调度的混合遗传算法的设计方案 ,把经典的启发式算法、自适应算法与遗传算法相结合 ,将启发式搜索运用于初始种群的生成 ,充分发挥遗传算法良好的全局搜索能力和启发式搜索结构简单搜索速度快的特性 .采用自适应方法改进交叉概率与变异概率 。 展开更多

关键词 遗传算法 作业调度 车间流

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基于改进多目标水母算法的低碳柔性作业车间调度方法 被引量：5

13

作者 张亮 王妮娅 +1 位作者 毛剑琳 李睿祺 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第7期1086-1092,共7页

针对柔性作业车间调度问题中多个目标之间相互冲突、难以求解的问题,设计了一种基于Pareto和改进多目标水母搜索算法的柔性作业车间调度方法。首先,建立了以最小化最大完工时间、最小能耗以及最小机器总负荷为优化目标的车间调度模型;其... 针对柔性作业车间调度问题中多个目标之间相互冲突、难以求解的问题,设计了一种基于Pareto和改进多目标水母搜索算法的柔性作业车间调度方法。首先,建立了以最小化最大完工时间、最小能耗以及最小机器总负荷为优化目标的车间调度模型;其次,使用了一种基于完工时间和机器负荷均匀分布的初始化方式,有效地提升了初始种群的质量;考虑到连续水母算法在求解离散问题时存在效率低等问题,设计了离散水母算法,提出了基于Pareto等级的被动运动方式,进一步提高了搜索效率,引入了学习的概念引导种群向Pareto前沿移动;最后,为了验证多目标改进水母算法在求解柔性作业车间调度的有效性,与NSGAII算法进行了仿真实验对比。实验结果表明:利用该算法求解MK06算例完工时间为76、机器负荷为424、能耗为565.8支配的NSGAII的结果,解的质量整体较高。研究结果表明:采用均匀分布初始化方式以及学习型引导的离散化水母算法,其初始种群分布均匀、收敛速度快、解的质量高,具有较强的寻优能力,能够有效地处理多目标柔性作业车间调度问题。 展开更多

关键词 柔性作业车间调度问题 改进多目标水母搜索算法 变邻域搜索 学习型水母算法 Pareto 时间控制函数

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基于扩展双资源约束型航空构件制造车间调度方法 被引量：7

14

作者 娄航宇 张吉善 赵云博 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期3329-3340,共12页

针对航空构件生产车间的复杂制造环境,综合考虑数控设备的广泛应用,工艺路线中机加/非机加工序穿插及重要工序需特定设备人员协同完成等约束,提出了考虑设备人员的扩展双资源约束柔性作业车间调度问题,并构建了调度数学模型。针对问题... 针对航空构件生产车间的复杂制造环境,综合考虑数控设备的广泛应用,工艺路线中机加/非机加工序穿插及重要工序需特定设备人员协同完成等约束,提出了考虑设备人员的扩展双资源约束柔性作业车间调度问题,并构建了调度数学模型。针对问题特征及复杂性,提出一种新颖的多小组协同教与学优化算法对构件的设备人员资源进行选择及工序排序问题进行优化。针对数控设备运行期间无需人员辅助这一特性,设计了3层编码及新型解码方式以避免设备人员的使用冲突,此外在教与学算法核心框架不变的基础上,设计多种教学/自学因子、自学/交流策略,使算法有效解决离散型问题,同时平衡算法的全局及局部搜索能力。通过随机案例和实际航空构件案例仿真分析,验证了算法求解扩展双资源约束调度问题的有效性及模型的正确性。 展开更多

关键词 航空构件制造 柔性作业车间调度 双资源约束 数控设备 教与学算法

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基于人工智能技术的机械制造全过程控制系统设计 被引量：10

15

作者 罗利河 《现代电子技术》 2022年第15期182-186,共5页

为了提升机械元件制造精度,设计一种基于人工智能技术的机械制造全过程控制系统。在Multi⁃Agent集成框架体系中,按需连接Holonic机械制造元件与Job⁃Shop调度控制主机,完成系统硬件搭建。在此基础上,基于人工智能技术的节点辨识原则,处... 为了提升机械元件制造精度,设计一种基于人工智能技术的机械制造全过程控制系统。在Multi⁃Agent集成框架体系中,按需连接Holonic机械制造元件与Job⁃Shop调度控制主机,完成系统硬件搭建。在此基础上,基于人工智能技术的节点辨识原则,处理执行控制程序之间的交互关系,根据信息反馈原则判断机械元件制造精度水平,完成控制系统的软件设计。实验结果表明,与数字孪生系统相比,在人工智能技术作用下,所加工的机械元件制造精度水平更为贴近理想化精度数值,能够充分满足机械制造全过程精准控制的要求。 展开更多

关键词 机械制造全过程 控制系统 人工智能 Multi⁃Agent集成框架 Holonic机械制造元件 job⁃shop调度控制主机 执行程序 信息反馈

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基于PetriNets和混合遗传算法的双资源JSP动态优化调度

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作者 蔡玲 陶泽 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第8期209-211,共3页

以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模,利用遗传算法和模拟退火算法获得调度结果,并通过Petri网进行控制。用于解决作业车间的加工受到机床、操作工人等生产资源制约条件下的优化调度。以生产周期为目标进行... 以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模,利用遗传算法和模拟退火算法获得调度结果,并通过Petri网进行控制。用于解决作业车间的加工受到机床、操作工人等生产资源制约条件下的优化调度。以生产周期为目标进行的优化调度,将遗传算法和模拟退火相结合。通过多种交叉、变异、概率更新选择、再分配策略等遗传和模拟操作,得到目标的最优或次优解。对算法进行了仿真研究,仿真结果表明该算法是有效性。 展开更多

关键词 PETRI网 控制器 遗传算法 模拟退火算法 车间调度

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