钢铁企业APS优化引擎的软件模型研究及应用 被引量：7

1

作者 施灿涛 杨国俊 李铁克 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第2期606-608,共3页

分析了钢铁企业APS理论和应用研究现状,总结了钢铁生产计划体系中的优化问题和求解方法,在此基础上,提出了钢铁企业APS优化引擎的软件模型ISMA。模型以通用性、独立性、可重用性和可扩展性为目标,分为接口层、求解层、模型层和算法层,... 分析了钢铁企业APS理论和应用研究现状,总结了钢铁生产计划体系中的优化问题和求解方法,在此基础上,提出了钢铁企业APS优化引擎的软件模型ISMA。模型以通用性、独立性、可重用性和可扩展性为目标,分为接口层、求解层、模型层和算法层,阐述了各层的分工和协作方式。最后以钢轧一体化批量计划编制问题为例,说明了模型的应用方法。 展开更多

关键词 钢铁生产 高级计划与排程系统 优化引擎 软件模型

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基于UML的钢轧衔接生产调度系统建模 被引量：3

2

作者 刘寒 张文新 张文学 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2012年第3期186-191,共6页

针对混合生产环境下钢轧衔接生产调度系统中炼钢-连铸、板坯库、加热炉和热轧工序之间的动态协调问题,本文采用面向对象分析设计方法,在分析了系统功能需求和影响钢轧衔接关键因素的基础上,使用统一建模语言建立了该系统的用例模型、静... 针对混合生产环境下钢轧衔接生产调度系统中炼钢-连铸、板坯库、加热炉和热轧工序之间的动态协调问题,本文采用面向对象分析设计方法,在分析了系统功能需求和影响钢轧衔接关键因素的基础上,使用统一建模语言建立了该系统的用例模型、静态结构模型和动态行为模型,以可视化的图形界面展现了系统的功能结构,描述了系统对象之间信息交互以及系统对动态事件的处理流程,满足了钢铁生产制造执行系统实时性和动态性的要求,实现了实际生产过程的紧凑性和连续性。 展开更多

关键词 钢轧衔接 动态调度 系统建模 UML

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基于订单拣选规则的配送中心拣选路径优化模型

3

作者 苏艺璇 李铁克 王柏琳 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第12期9-16,共8页

以巷道平行排列的传统单区块配送中心为背景,研究订单拣选最短路径问题。首先,提出了5种基于拣选位置的拣选规则,设计了将作业距离拆分为巷道间转换和巷道内拣选的距离矩阵,进而联合拣选位置访问顺序,建立了拣选规则约束和巷道连接转换... 以巷道平行排列的传统单区块配送中心为背景,研究订单拣选最短路径问题。首先,提出了5种基于拣选位置的拣选规则,设计了将作业距离拆分为巷道间转换和巷道内拣选的距离矩阵,进而联合拣选位置访问顺序,建立了拣选规则约束和巷道连接转换机制,最后,结合经典单类型商品流动量公式,建立了混合整数线性规划模型。模型求解时,依据最优解中巷道内拣选位置的拣选规则分布特征,设计了拣选列表的预处理策略以削减问题规模,并提出了改进的分支定界法以提高寻优效率。数据实验表明,模型是可行且有效的,基于模型的改进算法具有求得最优解的高效性和稳定性。 展开更多

关键词 订单拣选 路径规划 拣选规则 分支定界法 配送中心

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基于两级决策树模型的轧制时间预测方法 被引量：1

4

作者 张卓伦 袁帅鹏 +1 位作者 李铁克 张文新 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第1期197-210,共14页

轧制时间是宽厚板热轧生产的关键参数,但由于生产的复杂性和不确定性,在生产准备阶段很难对其进行精准预设,这会影响生产作业计划的编制以及实施效果。为解决这一问题,着眼于生产中积累的大量宽厚板轧制历史数据,在对影响轧制时间的关... 轧制时间是宽厚板热轧生产的关键参数,但由于生产的复杂性和不确定性,在生产准备阶段很难对其进行精准预设,这会影响生产作业计划的编制以及实施效果。为解决这一问题,着眼于生产中积累的大量宽厚板轧制历史数据,在对影响轧制时间的关键因素及相互关系进行分析梳理的基础上,针对其数据类型和数据结构的特点,提出了两级决策树预测模型,以提高轧制时间的预设精度。首先,基于属性间依赖关系改进C4.5的信息增益率,利用信息熵水平约简分枝节点,将改进的C4.5分类树用于数据中标称属性的建模;进而,基于Fayyad边界点判定定理和支持向量机改进CART算法,对分类子集中数值型属性建立回归模型。从轧制历史数据中随机抽取样本进行实验,将两级决策树模型与多种预测模型对比,验证了所提模型的准确性和鲁棒性。 展开更多

关键词 轧制时间 C4.5方法 两级决策树 混合类型数据 属性依赖

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考虑结晶器在线调宽浇次计划的改进蚁群算法

5

作者 李毅仁 王柏琳 +2 位作者 袁帅鹏 李铁克 王阳 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期614-622,633,共10页

针对炼钢-连铸调度中的浇次计划编制问题,结合结晶器在线调宽技术,以最小化加权成本(包括浇次间炉次切换成本、连铸机停机成本和结晶器在线调宽成本)为目标对传统模型进行改进,建立了新的浇次计划编制模型。同时,借鉴车辆路径问题的优... 针对炼钢-连铸调度中的浇次计划编制问题,结合结晶器在线调宽技术,以最小化加权成本(包括浇次间炉次切换成本、连铸机停机成本和结晶器在线调宽成本)为目标对传统模型进行改进,建立了新的浇次计划编制模型。同时,借鉴车辆路径问题的优化思路构建了改进的蚁群算法,算法设计了节点排序规则和节点选择规则,并引入奖惩因子和分位参数提高搜索广度和适应性。最后,利用实际生产数据验证了模型及算法的有效性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 浇次计划 蚁群算法 车辆路径问题 奖惩因子

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面向多种生产工艺的冶铸轧一体化批量计划优化 被引量：10

6

作者 张文学 李铁克 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1296-1303,共8页

考虑面向冷装、温装、热装和直轧等多种生产工艺的炼钢、连铸和热轧三阶段一体化批量计划优化问题,针对问题特点提出了一体化编制策略,并在此基础上建立了问题的约束满足模型。针对模型无优化目标和具有复杂工艺约束,及其求解过程具有N... 考虑面向冷装、温装、热装和直轧等多种生产工艺的炼钢、连铸和热轧三阶段一体化批量计划优化问题,针对问题特点提出了一体化编制策略,并在此基础上建立了问题的约束满足模型。针对模型无优化目标和具有复杂工艺约束,及其求解过程具有NP难性质的特点,提出了将约束传播技术嵌入到聚类分析中的求解算法。通过源于钢铁企业实际生产数据的仿真实验结果表明了模型和算法的有效性。 展开更多

关键词 钢铁生产 一体化批量计划 炼钢—连铸—热轧 约束满足 聚类分析

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考虑连铸机柔性检修的炼钢 连铸混合粒子群调度算法

7

作者 李毅仁 王柏琳 +3 位作者 袁帅鹏 张卓伦 李铁克 王阳 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第9期3296-3307,共12页

连铸工序是炼钢连铸的核心,连铸机检修既是炼钢连铸生产设备可靠性的必要保障,也是影响炼钢连铸生产连续性的重要因素。鉴于此,将连铸机可检修时间为区间值的柔性检修要求引入炼钢连铸调度中,以最小化炉次间等待时间和设备闲置时间为优... 连铸工序是炼钢连铸的核心,连铸机检修既是炼钢连铸生产设备可靠性的必要保障,也是影响炼钢连铸生产连续性的重要因素。鉴于此,将连铸机可检修时间为区间值的柔性检修要求引入炼钢连铸调度中,以最小化炉次间等待时间和设备闲置时间为优化目标,建立了问题的混合整数规划模型,并提出了一种混合粒子群算法。该算法针对粒子群算法在离散问题中容易陷入局部最优的缺点,设计了交叉变异策略和逆向学习策略;为提高迭代效率,设计了对全局最优粒子的模拟退火搜索策略;结合模型中的特殊生产约束和柔性检修约束特征,设计了一种逆序倒推的求解规则。基于实际生产数据进行了对比实验,证明了模型及算法的有效性。 展开更多

关键词 炼钢连铸 生产调度 柔性检修 粒子群算法 逆向学习

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等待时间受限的两阶段流水车间调度问题性质研究 被引量：5

8

作者 李铁克 王柏琳 《管理工程学报》 CSSCI 北大核心 2011年第1期88-93,共6页

对等待时间受限的两阶段流水车间调度问题的基本性质进行了研究。在问题的复杂性方面,证明了任何基于排列排序的调度规则都不能保证具有最优性,而且问题是强NP难的。在原问题和排列排序问题之间的关系方面,证明了满足排列排序要求的任... 对等待时间受限的两阶段流水车间调度问题的基本性质进行了研究。在问题的复杂性方面,证明了任何基于排列排序的调度规则都不能保证具有最优性,而且问题是强NP难的。在原问题和排列排序问题之间的关系方面,证明了满足排列排序要求的任一工件加工序列均可构成相应的可行调度;当满足一定条件时,排列排序的最优解也是原问题的最优解。这些性质为设计求解算法提供了理论基础。 展开更多

关键词 两阶段流水车间 等待时间受限 复杂性分析 排列排序

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基于准时制生产的订单动态产品替补模型及算法 被引量：2

9

作者 涂雪平 李铁克 施灿涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1670-1678,共9页

为解决订单在生产过程中因设备故障、员工技能、原材料缺陷等动态因素导致其产品质量不满足约定要求,从而引起订单无法按期交货的问题,建立了最小化订单总拖期和订单之间总替补次数为目标的订单动态产品替补模型;根据问题的特点,证明了... 为解决订单在生产过程中因设备故障、员工技能、原材料缺陷等动态因素导致其产品质量不满足约定要求,从而引起订单无法按期交货的问题,建立了最小化订单总拖期和订单之间总替补次数为目标的订单动态产品替补模型;根据问题的特点,证明了该问题为NP完全问题;基于在交货期紧急程度不同的订单之间进行产品替补的方式,提出解决该问题的订单动态产品替补算法。通过实验验证了模型和算法不但具有可行性和有效性,而且完全能够在满足生产实际的条件下获得最优解。同时,比较了产品种类数、批次规模和订单规模发生变化时,对总拖期和替补总次数的影响。 展开更多

关键词 动态替补规则 拖期 替补次数 模型

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基于鲁棒性的钢铁信息化项目计划模型与算法 被引量：2

10

作者 邵晓冬 张春生 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第5期1782-1787,共6页

为了在钢铁信息化项目计划执行过程中优化资源配置,提高进度控制能力,提出了基于鲁棒性的信息化项目计划方法。分析了钢铁信息化项目管理的特点、影响计划鲁棒性的主要因素;在此基础上,综合考虑资源、工期等约束条件,以最大化项目计划... 为了在钢铁信息化项目计划执行过程中优化资源配置,提高进度控制能力,提出了基于鲁棒性的信息化项目计划方法。分析了钢铁信息化项目管理的特点、影响计划鲁棒性的主要因素;在此基础上,综合考虑资源、工期等约束条件,以最大化项目计划鲁棒性为优化目标,建立数学模型;针对模型特点,提出钢铁信息化项目计划的粒子群优化算法,依据变量和约束设计了粒子编码矩阵和初始解,通过粒子位置更新和解修复方法逐步迭代出满意解。通过仿真实验验证了模型与算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 鲁棒性 信息化项目 项目计划 资源配置 粒子群

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热轧圆钢生产订单接受问题优化模型与算法 被引量：1

11

作者 柏亮 王雷 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第8期2419-2423,共5页

针对热轧圆钢的生产订单接受问题,考虑实际生产中订单提前完工惩罚和返工惩罚的影响,建立了以最大化订单总收益为优化目标的数学模型,提出了基于改进NEH算法和改进和声搜索(MHS)算法相结合的混合算法。首先改进了NEH算法用来产生初始解... 针对热轧圆钢的生产订单接受问题,考虑实际生产中订单提前完工惩罚和返工惩罚的影响,建立了以最大化订单总收益为优化目标的数学模型,提出了基于改进NEH算法和改进和声搜索(MHS)算法相结合的混合算法。首先改进了NEH算法用来产生初始解,再基于和声搜索算法对初始解进行优化,并引入了教与学优化(TLBO)算法思想来对和声向量进行选择和更新,进而控制迭代过程中产生的新解。同时,为了平衡算法的广度和深度搜索能力,在求解过程中动态地调整参数来保证算法的全局优化能力。基于实际生产数据的仿真实验表明,所提算法能有效提高订单总收益和订单接受率,验证了模型和算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 订单接受 热轧圆钢 提前完工 和声搜索 混合算法

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多目标炼钢—连铸生产调度的改进带精英策略的快速非支配排序遗传算法 被引量：22

12

作者 袁帅鹏 李铁克 王柏琳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期115-124,共10页

针对炼钢连铸调度的特殊工艺要求,在考虑炉机匹配原则和多重精炼的情况下,建立了以炉机匹配度、炉次间等待时间、浇次的开浇提前/拖期时间为评价指标的多目标约束满足优化模型,并针对其多目标特征,提出一种基于自适应网格法的择优策略... 针对炼钢连铸调度的特殊工艺要求,在考虑炉机匹配原则和多重精炼的情况下,建立了以炉机匹配度、炉次间等待时间、浇次的开浇提前/拖期时间为评价指标的多目标约束满足优化模型,并针对其多目标特征,提出一种基于自适应网格法的择优策略来改进带精英策略的快速非支配排序遗传算法,有效克服了使用传统Pareto支配法择优策略在解决离散问题时容易丢失有用信息的缺陷。基于多种规模的实际生产数据进行仿真实验,结果表明所提算法在收敛性、最优解集多样性和计算效率方面优于传统带精英策略的快速非支配排序遗传算法。 展开更多

关键词 炼钢—连铸 生产调度 多目标优化 自适应网格技术 遗传算法 带精英策略的快速非支配排序遗传算法

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基于Agent的混合流水车间动态调度系统 被引量：10

13

作者 王芊博 张文新 +1 位作者 王柏琳 吴子轩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第10期2991-2998,共8页

针对敏捷制造调度环境的不确定性、动态性以及混合流水车间(HFS)调度问题的特点,设计了一种基于多Agent的混合流水车间动态调度系统,系统由管理Agent、策略Agent、工件Agent和机器Agent构成。首先提出一种针对混合流水车间环境的插值排... 针对敏捷制造调度环境的不确定性、动态性以及混合流水车间(HFS)调度问题的特点,设计了一种基于多Agent的混合流水车间动态调度系统,系统由管理Agent、策略Agent、工件Agent和机器Agent构成。首先提出一种针对混合流水车间环境的插值排序(HIS)算法并集成于策略Agent中,该算法适用于静态调度和多种动态事件下的动态调度。然后,设计了各类Agent间的协调机制,在生产过程中所有Agent根据各自的行为逻辑独立工作并互相协调。在发生动态事件时,策略Agent调用HIS算法根据当前车间状态产生工件序列,随后各Agent根据生成的序列继续进行协调直到完成生产。最后进行了发生机器故障、订单插入情况下的重调度以及在线调度等动态调度的实例仿真,结果表明对于这些问题,HIS算法的求解效果均优于调度规则,特别是在故障重调度中,HIS算法重调度前后的Makespan一致度达97.6%,说明系统能够灵活和有效地处理混合流水车间动态调度问题。 展开更多

关键词 混合流水车间 多AGENT 在线调度 机器故障 订单插入

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考虑机器故障的HFS重调度研究 被引量：6

14

作者 丁帅 李铁克 施灿涛 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第23期234-238,共5页

针对机器故障下的混合流水车间重调度问题,在考虑工序等待时间受限约束的前提下,建立了以最大化重调度前后方案完工时间相似度和机器指派一致性为目标的重调度模型,并设计了自适应遗传算法对其进行求解。仿真实验结果表明,该模型和算法... 针对机器故障下的混合流水车间重调度问题,在考虑工序等待时间受限约束的前提下,建立了以最大化重调度前后方案完工时间相似度和机器指派一致性为目标的重调度模型,并设计了自适应遗传算法对其进行求解。仿真实验结果表明,该模型和算法是有效的。 展开更多

关键词 混合流水车间 重调度 自适应遗传算法

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自动分拣仓库中多载量AGV调度与路径规划算法 被引量：3

15

作者 余娜娜 李铁克 +3 位作者 张文新 袁帅鹏 张卓伦 王柏琳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1458-1471,共14页

在自动分拣仓库中,多载量自动导引小车(AGV)具有强运输能力,但其多载量特征也增加了调度与路径规划的复杂性。针对多载量AGV调度与路径规划的协同优化问题,以最小化最大搬运完成时间为目标,建立了该问题的混合整数线性规划模型,并提出... 在自动分拣仓库中,多载量自动导引小车(AGV)具有强运输能力,但其多载量特征也增加了调度与路径规划的复杂性。针对多载量AGV调度与路径规划的协同优化问题,以最小化最大搬运完成时间为目标,建立了该问题的混合整数线性规划模型,并提出一种聚类协同优化算法。算法首先定义了包裹相似度,设计聚类算法划分包裹组,使每个包裹组可由多载量AGV在一次作业中完成分拣;进而针对问题的多决策特征,设计协同进化遗传算法对包裹组进行指派和排序,并将无冲突路径规划算法引入到协同进化遗传算法的解码方案中,用以搜索最优路径并解决多AGV路径冲突,从而实现了多载量AGV调度与路径规划的协同优化。通过不同问题规模的仿真实验验证了所提算法的高效性和稳定性。 展开更多

关键词 多载量自动导引小车 调度 路径规划 协同优化 自动分拣仓库

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基于动态约束满足的考虑连铸机故障的炼钢连铸调度算法 被引量：21

16

作者 王柏琳 李铁克 +2 位作者 张春生 张文学 孙彬 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2185-2194,共10页

针对考虑连铸机故障的炼钢连铸动态调度问题,建立了动态约束满足模型,以此为基础提出了基于约束满足的优化方法。该方法通过动态调度策略调整浇次计划,对模型进行预处理,将动态调度问题转化为动态约束满足问题;将模型分为连铸方案修复... 针对考虑连铸机故障的炼钢连铸动态调度问题,建立了动态约束满足模型,以此为基础提出了基于约束满足的优化方法。该方法通过动态调度策略调整浇次计划,对模型进行预处理,将动态调度问题转化为动态约束满足问题;将模型分为连铸方案修复子模型和炼钢精炼重调度子模型。针对两个子模型给出对应的两阶段求解算法。仿真实验表明了所提算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 调度算法 动态约束满足 机器故障 炼钢连铸

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考虑机器检修的圆钢热轧批量调度算法 被引量：6

17

作者 许绍云 李铁克 +3 位作者 王雷 王柏琳 柏亮 董广静 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2502-2511,共10页

针对圆钢的热轧批量调度问题,考虑实际生产中的机器检修计划对批量连续性加工的影响,以最大化产能利用率、最小化机器调整时间和订单提前拖期为优化目标,建立了多目标的整数规划模型,并提出改进的带精英策略的快速非支配排序算法对模型... 针对圆钢的热轧批量调度问题,考虑实际生产中的机器检修计划对批量连续性加工的影响,以最大化产能利用率、最小化机器调整时间和订单提前拖期为优化目标,建立了多目标的整数规划模型,并提出改进的带精英策略的快速非支配排序算法对模型进行求解。算法结合问题的约束特征,采用改进的NEH算法生成初始解,并采用罚函数的思想设计适应度函数,对种群中存在的不合理解设计修复规则进行修复;针对遗传进化过程,设计了遗传操作方式,并在算法迭代过程中嵌入基于有限搜索范围的邻域搜索算法,避免算法陷入局部最优。实验结果表明,模型和算法对问题的描述和求解是可行有效的。 展开更多

关键词 热轧批量调度 多目标优化 带精英策略的快速非支配排序算法 遗传算法 圆钢生产

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基于局部性修复的HFS机器故障重调度 被引量：20

18

作者 李铁克 肖拥军 王柏琳 《管理工程学报》 CSSCI 北大核心 2010年第3期45-49,32,共6页

针对机器故障下的HFS重调度问题,提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法,从约束变化的角度建立其动态约束满足模型。模型能够反映工件对重调度前后调度方案的一致性具有不同要求的实际情况。针对问题的模型... 针对机器故障下的HFS重调度问题,提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法,从约束变化的角度建立其动态约束满足模型。模型能够反映工件对重调度前后调度方案的一致性具有不同要求的实际情况。针对问题的模型及其特点,提出了基于局部性修复的重调度算法。仿真实验表明,本文提出的模型和算法是有效的。 展开更多

关键词 HFS 重调度 约束满足 局部性修复

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炼钢机器故障下炼钢-连铸调度DCSP建模与算法 被引量：5

19

作者 张春生 李铁克 +2 位作者 王柏琳 张文学 孙彬 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第22期226-234,共9页

针对机器故障下的炼钢-连铸动态调度问题,基于动态约束满足技术开发了能够灵活反映各种动态因素的建模机制。从变量、值域和约束三个角度将生产过程中的机器故障的影响映射为约束满足模型的动态变化;提出了重调度前后调度方案在时间安... 针对机器故障下的炼钢-连铸动态调度问题,基于动态约束满足技术开发了能够灵活反映各种动态因素的建模机制。从变量、值域和约束三个角度将生产过程中的机器故障的影响映射为约束满足模型的动态变化;提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法,以满足不同炉次对时间和机器一致性的不同要求;将机器故障扰动按影响程度分为3个层级,建立了故障扰动与约束满足调度模型间的映射关系。根据炼钢、精炼阶段的机器故障扰动程度,制定不同的求解策略,并为机器指派变量赋值;基于约束传播技术,通过调整开工时间和柔性加工时间分步消解时间约束冲突。仿真实验表明,提出的模型和算法是可行和有效的。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 动态调度 动态约束满足 机器故障

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基于粒子群和约束满足的钢轧一体化批量计划优化 被引量：17

20

作者 张文学 李铁克 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期840-846,共7页

在分析钢铁生产中的钢轧一体化批量计划编制问题基本特征的基础上给出了一体化编制策略,并建立了问题的约束满足优化模型。针对模型的NP难特性,提出了一种将改进离散粒子群算法、约束满足和邻域搜索相结合的混合算法。算法采用自然数矩... 在分析钢铁生产中的钢轧一体化批量计划编制问题基本特征的基础上给出了一体化编制策略,并建立了问题的约束满足优化模型。针对模型的NP难特性,提出了一种将改进离散粒子群算法、约束满足和邻域搜索相结合的混合算法。算法采用自然数矩阵编码,每个粒子代表其相应任务分配问题的解;在构造启发式解的基础上,利用邻域搜索方法计算粒子的适应值;为提高算法的收敛速度,利用约束满足技术生成初始化可行种群并修复迭代过程中产生的不可行解。基于企业实际生产数据的仿真实验结果验证了模型和算法的有效性。 展开更多

关键词 钢铁生产 一体化批量计划 粒子群优化 约束满足 邻域搜索

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