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优化装箱填充率的改进鲸鱼模拟退火算法
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作者 陈皓宇 罗璟 +3 位作者 杨灏泉 冯仁宇 袁锐波 甘雨 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6477-6485,共9页
针对多约束、大规模的三维装箱问题,研究建立相应的数学模型,提出了改进鲸鱼算法与模拟退火算法相结合的混合元启发式算法。该算法对鲸鱼算法进行离散化处理,包括个体编码方式及更新机制等,利用模拟退火解决局部最优陷阱,并设计启发式... 针对多约束、大规模的三维装箱问题,研究建立相应的数学模型,提出了改进鲸鱼算法与模拟退火算法相结合的混合元启发式算法。该算法对鲸鱼算法进行离散化处理,包括个体编码方式及更新机制等,利用模拟退火解决局部最优陷阱,并设计启发式装载规则进行解码,优化装箱方案。利用Bischoff和Ratcliff教授在OR-Library所提供的三维装箱标准算例和实际企业货物订单数据作为仿真案例,涵盖了从弱异构到强异构的货物类型。本研究所提算法同时兼顾了全局搜索和局部搜索能力,在面对多种箱子类型时,具有较高的填充率,其中弱异构型货物平均容器填充率为92.24%,强异构型货物平均容器填充率为88.78%,总体平均容器填充率达91.29%,为三维装箱问题研究提供了一定的借鉴和参考价值。 展开更多
关键词 三维装箱 改进鲸鱼算法 模拟退火算法 启发式装载规则
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基于混合遗传算法的可变尺寸货物装箱问题研究 被引量:4
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作者 徐江 王航 +1 位作者 周艳杰 冯雪皓 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第13期259-267,共9页
目的针对冷链运输中的生鲜打包及装载优化问题,提出一种允许货物以体积恒定为前提进行尺寸变化的包装装载方案,以最大化集装箱的空间利用率。方法基于上述问题,构建非线性混合整数规划模型,为了方便CPLEX或LINGO等求解器对该非线性混合... 目的针对冷链运输中的生鲜打包及装载优化问题,提出一种允许货物以体积恒定为前提进行尺寸变化的包装装载方案,以最大化集装箱的空间利用率。方法基于上述问题,构建非线性混合整数规划模型,为了方便CPLEX或LINGO等求解器对该非线性混合整数规划模型进行求解,采用一种分段线性化方法,将该非线性模型进行线性化处理。由于所研究问题具有NP-hard属性,无论是CPLEX还是LINGO都无法有效求解大规模算例,因此设计一种有效结合遗传算法与深度、底部、左部方向优先装载(Deepest bottom left with fill,DBLF)的算法。结果大小规模算例实验验证结果表明,混合遗传算法能够在合理时间内获得最优解或近似最优解。结论所提出的可变尺寸包装方案有效提高了装载率,有益于客户和物流公司。 展开更多
关键词 遗传算法 三维装箱问题 非线性混合整数规划模型
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约束入库问题模型与算法研究 被引量:13
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作者 刘志新 李建国 +1 位作者 谢金星 邢文训 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期150-152,共3页
对某冷轧厂冷卷约束入库问题建立数学模型 ,归结为有约束的装箱问题 (binpacking) ,设计带匹配权值的bestfit算法实现优化入库 .该算法简便易行 ,效果良好 ,是求解一类约束入库问题的有效算法 .
关键词 约束入库问题 算法 NP问题 数学模型 装箱问题 bestfit算法
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面向多规格板材的矩形工件排样优化方法 被引量:13
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作者 张帆 刘强 +1 位作者 张浩 王磊 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2921-2928,共8页
针对规格板材件的矩形工件排样问题,提出一种支持一刀切工艺约束的放宽式搜索算法,利用多规格板材组合的构造算法,依据工件的总面积形成多种可行的板材组合;根据组合的总面积大小排序,优先选择面积较少的组合进行排样,单片板材的排放采... 针对规格板材件的矩形工件排样问题,提出一种支持一刀切工艺约束的放宽式搜索算法,利用多规格板材组合的构造算法,依据工件的总面积形成多种可行的板材组合;根据组合的总面积大小排序,优先选择面积较少的组合进行排样,单片板材的排放采用组化策略和启发式的排样规则;在多规格板材的排样过程中如果排样失败,则针对组合中还未排样的板材所构成的组合进行放宽式替换,再重复上述排样过程,以此搜索最佳板材组合,从而使所有工件可以排放且板材利用率最高。实验结果显示:该算法行之有效,测试结果相对于文献报道的算法具有一定优势。 展开更多
关键词 排样优化 多规格板材 一刀切 启发式
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基于遗传算法的规则包装农产品三维装箱模型 被引量:7
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作者 邢斌 杨信廷 +1 位作者 钱建平 王凤丽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期237-241,共5页
随着农产品配送规模的扩大,物流成本不断增加,农产品的高效配送成为降低企业物流成本、增加企业竞争力的主要手段。该文针对农产品物流配送中多种货物的装箱问题,设计了一种基于遗传算法的智能三维装箱模型;通过分析农产品自身特点,在... 随着农产品配送规模的扩大,物流成本不断增加,农产品的高效配送成为降低企业物流成本、增加企业竞争力的主要手段。该文针对农产品物流配送中多种货物的装箱问题,设计了一种基于遗传算法的智能三维装箱模型;通过分析农产品自身特点,在考虑装箱过程中车辆载质量、物品承重和体积等约束条件的基础上,对规则农产品的装箱次序以及摆放方向进行优化设计;应用Java技术对单车三维装箱算法进行了实现。采用北京郊区某公司的农产品货箱包装数据进行了10组试验测试,测试结果表明:用于综合描述装箱率和装箱成本的目标函数值平均为72.72%,采用遗传算法优化后,算法的平均运行时间为37947ms,目标函数值平均为81.14%,提高了8.42%。 展开更多
关键词 农产品 物流 三维装箱 遗传算法 装箱率
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集装箱船舶装箱排序问题的两阶段算法 被引量:13
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作者 李俊 张煜 +1 位作者 计三有 田维 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期183-190,共8页
集装箱船舶装箱排序问题综合集装箱装船顺序与船舶贝内排箱,是一类典型的组合优化问题.考虑堆场发箱顺序和船舶配载之间的关联,构建集装箱船舶装箱排序问题的数学模型.针对构建的优化模型,鉴于已有方法难以直接对其进行求解,基于两阶段... 集装箱船舶装箱排序问题综合集装箱装船顺序与船舶贝内排箱,是一类典型的组合优化问题.考虑堆场发箱顺序和船舶配载之间的关联,构建集装箱船舶装箱排序问题的数学模型.针对构建的优化模型,鉴于已有方法难以直接对其进行求解,基于两阶段分层求解思想设计SWO-HES两阶段算法.算法第1阶段利用吱呀轮算法(SWO)大邻域导向式搜索的特点优化集装箱装船顺序问题;第2阶段将SWO的结果作为输入,基于启发式规则和演化策略算法(ES)构造混合演化策略算法(HES)优化船舶贝内排箱问题.最后,通过不同规模算例的研究,将SWO-HES与常见智能算法、基于实际装船规则的启发式算法进行对比分析,验证模型与算法的有效性. 展开更多
关键词 水路运输 装箱排序 两阶段算法 集装箱码头 吱呀轮算法 演化策略算法
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改进萤火虫算法及其收敛性分析 被引量:19
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作者 张大力 夏红伟 +2 位作者 张朝兴 马广程 王常虹 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1291-1300,共10页
萤火虫算法因具有结构简单、控制参数少、易于实现的特点而得到广泛的关注和应用,但其易陷入局部最优导致过早收敛,从而影响寻优精度。针对这一问题,本文在位置更新规则中加入随机扰动因子,并剔除了冗余的随机项,以提高算法搜索能力;引... 萤火虫算法因具有结构简单、控制参数少、易于实现的特点而得到广泛的关注和应用,但其易陷入局部最优导致过早收敛,从而影响寻优精度。针对这一问题,本文在位置更新规则中加入随机扰动因子,并剔除了冗余的随机项,以提高算法搜索能力;引入位置置换变异和差分进化算法中的最优变异策略,在保持种群多样性的同时,增强算法跳出局部最优的能力。采用马尔可夫过程证明了算法以概率1收敛到全局最优。利用基准函数和装箱问题对算法进行仿真测试,结果表明,改进后的算法能够有效跳出局部最优,对给出的所有问题均能找到理论最优解,寻优精度和成功率有明显提升。 展开更多
关键词 萤火虫算法 随机扰动 变异策略 马尔可夫过程 函数优化 装箱问题
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一种用遗传算法求解装箱问题的新编码方法 被引量:8
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作者 程浩 刘心报 +1 位作者 刘林 经怀明 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期144-146,150,共4页
装箱问题在实际生产中应用非常广泛,然而在传统装箱问题中箱子的容量是固定的,并没有考虑多种容量箱子的问题;文章提出一种用遗传算法求解装箱问题的新编码方法,并用单亲遗传算法实现;这种算法和混合遗传算法相比,有编码简单、收敛快及... 装箱问题在实际生产中应用非常广泛,然而在传统装箱问题中箱子的容量是固定的,并没有考虑多种容量箱子的问题;文章提出一种用遗传算法求解装箱问题的新编码方法,并用单亲遗传算法实现;这种算法和混合遗传算法相比,有编码简单、收敛快及实现容易等优点。 展开更多
关键词 单亲遗传算法 装箱问题 组合优化
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有色装箱问题的在线近似算法 被引量:10
9
作者 顾晓东 许胤龙 +1 位作者 陈国良 顾钧 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期335-341,共7页
有色装箱问题是经典装箱问题的推广 ,它在多处理器实时计算机系统的任务调度等实际问题中有着很强的应用背景 .提出了求解有色装箱问题的 KC- A算法 ,它首先对输入物品进行分类预处理 ,然后在同一类内部使用经典装箱问题的近似策略 A;... 有色装箱问题是经典装箱问题的推广 ,它在多处理器实时计算机系统的任务调度等实际问题中有着很强的应用背景 .提出了求解有色装箱问题的 KC- A算法 ,它首先对输入物品进行分类预处理 ,然后在同一类内部使用经典装箱问题的近似策略 A;给出了 K C- A算法最坏情况渐近性能比的下界 ;分析了当选用的算法 A是著名装箱算法 N F,FF,BF,WF时 K C- A算法的最坏情况渐近性能比和平均性能比 ;给出了实验结果 ,并指出 K C- 展开更多
关键词 有色装箱问题 在线近似算法 任务调度 计算机系统
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二维一刀切装箱问题的两阶段启发式算法 被引量:12
10
作者 曹大勇 杨梅 +1 位作者 科托夫.弗拉基米尔.米哈伊拉维奇 刘润涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1954-1963,共10页
对用于二维带排样问题的Heuristic Recursive算法进行了调整,给出同一层中两个相邻浪费区域在满足一刀切约束下是否可合并的判定定理。构造了二维带排样问题的多递归层算法,并将它与一维装箱问题的最优匹配递减算法相结合,提出适应二维... 对用于二维带排样问题的Heuristic Recursive算法进行了调整,给出同一层中两个相邻浪费区域在满足一刀切约束下是否可合并的判定定理。构造了二维带排样问题的多递归层算法,并将它与一维装箱问题的最优匹配递减算法相结合,提出适应二维一刀切非旋转装箱问题的两阶段算法。在500组标准测试案例的基础上,与多种算法进行了比较。实验结果表明,所提算法在绝大多数测试案例上能够获得更好的排样布局。 展开更多
关键词 递归算法 启发式算法 一刀切 二维非旋转装箱问题
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约束装箱问题的混合遗传算法求解 被引量:16
11
作者 陈迎春 吴晓平 宋业新 《运筹与管理》 CSCD 2002年第4期21-25,共5页
本文将最佳适应法和遗传算法相结合 ,提出了一种新的启发式混合遗传算法对具有时间约束的装箱问题进行求解 ,给出了具体的算法步骤 ,试算结果表明基于启发式算法的混合遗传算法适合于求解各种约束条件下的大规模装箱问题。
关键词 混合遗传算法 装箱问题 约束条件
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集装箱船舶装箱排序问题优化模型及算法 被引量:10
12
作者 田维 张煜 程惠敏 《中国航海》 CSCD 北大核心 2016年第4期118-122,128,共6页
针对现实约束下的船舶装箱排序问题,利用整数规划方法,以最小化横倾力矩为目标,构建该问题的数学模型。开发3阶段的启发式算法,基于规则构建预配载方案,进行集装箱互换,搜索优化解。对小规模案例和不同规模实际案例进行仿真试验,结果表... 针对现实约束下的船舶装箱排序问题,利用整数规划方法,以最小化横倾力矩为目标,构建该问题的数学模型。开发3阶段的启发式算法,基于规则构建预配载方案,进行集装箱互换,搜索优化解。对小规模案例和不同规模实际案例进行仿真试验,结果表明启发式算法均能在0.1s内获得船舶实配约束下装箱排序问题的解。同时,通过与IBM ILOG CPLEX中分支定界算法的精确解求解情况进行对比,验证模型及优化算法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 装箱排序 整数规划 启发式算法 分支定界算法
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基于改进分组遗传算法的虚拟机放置研究 被引量:10
13
作者 李进超 陈静怡 +1 位作者 吴杰 梁瑾 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第5期2053-2056,2072,共5页
为了提高云计算的资源利用率以及减少能耗,采用改进的分组遗传算法来解决虚拟机放置的效率。通过对遗传算法的交配和突变等过程进行重新设计,提高遗传算法过程中优秀基因遗传给后代的几率,并提出了相应的算法,达到快速求解虚拟机放置问... 为了提高云计算的资源利用率以及减少能耗,采用改进的分组遗传算法来解决虚拟机放置的效率。通过对遗传算法的交配和突变等过程进行重新设计,提高遗传算法过程中优秀基因遗传给后代的几率,并提出了相应的算法,达到快速求解虚拟机放置问题的目的。实验结果表明,该算法可以快速采用最少的物理机来放置虚拟机,有效地提高了虚拟机放置问题的求解速度。 展开更多
关键词 云计算 虚拟机放置 分组遗传算法 装箱问题 能耗节约
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基于群体编码方式的遗传算法求解装箱问题 被引量:5
14
作者 张大斌 刘桂琴 +1 位作者 王婧 朱侯 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第12期3154-3156,共3页
就传统装箱问题提出了一种改进的混合遗传算法。该改进的遗传算法主要通过基于群体的编码方法,将每一个箱子视为一个群体,使得在进化过程中,只对群体部分进行操作,从而大大减少了冗余,克服了传统的基于物品编码或基于箱子编码的遗传算... 就传统装箱问题提出了一种改进的混合遗传算法。该改进的遗传算法主要通过基于群体的编码方法,将每一个箱子视为一个群体,使得在进化过程中,只对群体部分进行操作,从而大大减少了冗余,克服了传统的基于物品编码或基于箱子编码的遗传算法的不足。仿真实验结果表明,该编码方式的遗传算法比基于物品编码的遗传算法显著提高了优化效果。 展开更多
关键词 遗传算法 装箱问题 编码 群体操作 组合优化
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无线异构网络的资源分配策略 被引量:5
15
作者 胡致远 李宁 +1 位作者 郭建丁 许磊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第4期893-896,共4页
无线异构网络要求实现不同工作模式通信系统间的资源合理分配。为了获得不同通信系统对无线资源的有效利用,参考XG架构定义了可承载不同通信系统业务需求的多维度资源容器,提出二级资源分配策略及相应的资源分配算法来实现多维度资源容... 无线异构网络要求实现不同工作模式通信系统间的资源合理分配。为了获得不同通信系统对无线资源的有效利用,参考XG架构定义了可承载不同通信系统业务需求的多维度资源容器,提出二级资源分配策略及相应的资源分配算法来实现多维度资源容器与各个通信系统之间各种业务承载需求的匹配。仿真与性能分析验证了该资源分配策略在实现不同通信系统共存的条件下,提高了无线网络频谱资源利用率。 展开更多
关键词 异构网络 资源容器 布局算法 动态资源分配 装箱问题
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一种求解装箱问题的改进遗传算法 被引量:16
16
作者 张雅舰 刘勇 谢松江 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第3期327-331,共5页
针对现有遗传算法求解装箱问题收敛速度慢的问题,提出了一种改进的遗传算法。通过在初始化种群中加入降序最佳适应算法生成个体、最优个体保存策略和对适应度尺度进行变换,对现有的遗传算法进行改进。为了验证算法的有效性,设计了仿真... 针对现有遗传算法求解装箱问题收敛速度慢的问题,提出了一种改进的遗传算法。通过在初始化种群中加入降序最佳适应算法生成个体、最优个体保存策略和对适应度尺度进行变换,对现有的遗传算法进行改进。为了验证算法的有效性,设计了仿真实验。实验结果表明,改进后的算法找到最优解的概率更大、求解速度更快。 展开更多
关键词 装箱问题 遗传算法 降序最佳适应 组合优化
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一种独立任务的同型机调度快速算法 被引量:5
17
作者 李小平 徐晓飞 战德臣 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期812-817,共6页
如何将n个独立任务调度到m台同型机上加工,使总完成时间最短,是一个复杂问题.通过分析Bound Fit预备算法的性质,结合MULTIFIT和Bound Fit提出QUICKFIT算法;对相同机器数和任务数,QUICKFIT能用比MULTIFIT和Bound Fit都少的迭代次数得到... 如何将n个独立任务调度到m台同型机上加工,使总完成时间最短,是一个复杂问题.通过分析Bound Fit预备算法的性质,结合MULTIFIT和Bound Fit提出QUICKFIT算法;对相同机器数和任务数,QUICKFIT能用比MULTIFIT和Bound Fit都少的迭代次数得到相同的总完成时间.实验结果表明,任务机器比越大,QUICKFIT算法的性能就越优于MULTIFIT和Bound Fit.绝大多数情况下,总完成时间等于MULTIFIT和Bound Fit中的最小者.该算法适用于大规模同型机调度. 展开更多
关键词 LPT算法 MULTIFIT算法 任务机器比 同型机调度快速算法 计算机
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调和装箱算法的平均性能分析 被引量:4
18
作者 顾晓东 许胤龙 +1 位作者 陈国良 顾钧 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期548-552,共5页
经典一维装箱问题在多处理器调度、资源分配和日常生活中的计划、包装、调度等优化问题中有着极为重要的应用 .该文系统地分析了在待处理的物品大小相互独立的情况下 ,L ee & L ee提出的调和近似装箱算法的平均性能 ;具体给出了在... 经典一维装箱问题在多处理器调度、资源分配和日常生活中的计划、包装、调度等优化问题中有着极为重要的应用 .该文系统地分析了在待处理的物品大小相互独立的情况下 ,L ee & L ee提出的调和近似装箱算法的平均性能 ;具体给出了在均匀分布下 ,调和算法平均性能比的值 ,并用实验验证了这些结果 . 展开更多
关键词 装箱问题 近似算法 NP完全问题 优化问题 平均性能分析
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互联网信息组织和规划中的带拒绝装箱问题 被引量:4
19
作者 何勇 谈之奕 任峰 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1765-1770,共6页
讨论如下定义的带拒绝装箱问题 :设有许多等长的一维箱子 ,给定一个物品集 ,每个物品有两个参数 :长度和罚值 .物品可以放入箱子也可被拒绝放入箱子 .如果将物品放入箱子 ,则使该箱剩余长度减少 .一旦需将某一物品放入某一箱中 ,而该箱... 讨论如下定义的带拒绝装箱问题 :设有许多等长的一维箱子 ,给定一个物品集 ,每个物品有两个参数 :长度和罚值 .物品可以放入箱子也可被拒绝放入箱子 .如果将物品放入箱子 ,则使该箱剩余长度减少 .一旦需将某一物品放入某一箱中 ,而该箱的剩余长度不够时 ,则需启用新箱子 .如果物品被拒绝放入任何箱中 ,则产生惩罚 .问怎样安排物品使所用箱子数与未装箱的物品总罚值之和最小 .该问题是一个新的组合优化问题 ,来源于内部互联网的信息组织和规划 .该文首先给出一个最优解值的下界估计 ,它可用于分枝定界法求最优解 .由于该问题是强NP 难的 ,该文进一步研究它的离线和在线近似算法的设计与分析 .文中给出一个离线算法 ,其绝对性能比为 2 ;同时给出一个在线算法 ,其绝对性能比不超过 3 ,渐近性能比为 2 ,还对算法性能比的下界进行了讨论 . 展开更多
关键词 互联网 信息组织 信息规划 装箱问题
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改进的装炉组合问题建模与优化算法 被引量:6
20
作者 王志刚 刘全利 王伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第2期197-201,204,共6页
针对罩式炉退火生产中的钢卷组合堆垛优化问题,建立了以最小化钢卷组炉总加热时间为目标的数学模型。模型综合考虑了钢卷自身属性以及生产工艺约束条件等因素对钢卷组炉加热处理时间的影响。在分析罩式炉退火加热工艺规范的基础上,提出... 针对罩式炉退火生产中的钢卷组合堆垛优化问题,建立了以最小化钢卷组炉总加热时间为目标的数学模型。模型综合考虑了钢卷自身属性以及生产工艺约束条件等因素对钢卷组炉加热处理时间的影响。在分析罩式炉退火加热工艺规范的基础上,提出了一种改进自适应遗传算法对模型求解。算法首先类比装炉组合问题与一维装箱问题的相似点分组编码染色体,借鉴装箱问题的优化思想改善初始解种群质量;然后在工艺规则的指导下对遗传基因进行启发式交叉和变异,变异率和交叉率随种群收敛程度自适应调整以保证种群多样性和全局收敛性;最后结合局部穷举搜索方法实现了对上述模型的优化计算。仿真对比实验以及现场实际应用效果均表明该算法相对其他算法的优越性。 展开更多
关键词 罩式炉退火 组合优化 装箱问题 分组遗传算法
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