用遗传算法求解柔性作业车间调度问题(英文)

古典作业车间调度问题已经被研究了几十年并证明为 NP-hard问题。柔性作业车间调度是古典作业车间调度问题的扩展 ,它允许工序由一个机床集合中的任意一台加工 ,调度的目的是将工序分配给各机床 ,并对各机床上的工序进行排序以使完成所有工序的时间最小化。本文采用遗传算法进行柔性作业车间调度研究 ,针对柔性作业车间问题提出了一种新颖直观的基因编码方法 ,从而取消了运用遗传算法求解作业车间问题时为使基因合法化而进行的基因修复过程 ,仿真结果表明用该遗传算法解决柔性作业车间调度问题是有效的。     

多网段控制系统实时任务的建模与调度

网络化控制系统中任务的调度影响控制系统与网络的性能。多网段控制系统中节点任务、通信任务与网关任务的调度是具有顺序、时限与网络资源约束的NP完全问题。建立了多网段控制系统控制任务的数学模型,以控制回路的采样周期与网络利用率为优化目标,采用遗传算法实现控制任务调度,优化了系统整体性能,仿真实例证实了调度模型及调度算法的有效性。     

柔性工艺路线的改进蚁群作业调度算法

在具有柔性工艺路线的制造单元作业调度问题中，结合设备的约束以及加工过程中的费用、加工时间等因素，依据具有柔性的工艺加工路线，建立初始有向图。采用基于动态信息素更新策略的改进蚁群优化算法，在保证优化目标的基础上，迅速收敛并得到最优解，从而提高调度系统的可行性，增强系统稳定性。该方法以减少外协，均衡生产，降低总生产费用为目标，有效地支持了分布式制造单元的管理过程，增强了单元系统信息分布处理能力。最后通过算例，对计算结果进行了分析和讨论。     

基于最少可用飞机数的航班编组计划

研究了航空公司在运力紧张状况下的航班编组计划问题.首先根据单枢纽航线结构的特点,将航班编组计划问题转化为在枢纽机场的航班节编组问题,然后通过构造描述航班节间衔接关系的传递图,并利用传递图与其对应无向偶图的关系,将需用飞机数最少的航班节编组计划问题转化为求对应无向偶图的最小权最大匹配,从而构造出一个解决运力紧张状况下航班编组计划的多项式算法.最后通过一个算例说明了该算法的应用.     

软实时分布式系统中的时间期限分配

在分布环境下 ,任务在多个不同的站点上有处理要求。一个分布式任务需要划分成几个子任务 ,每个子任务在指定的站点上执行。在实时系统中 ,当要完成一个分布式任务时 ,应用系统的设计者经常要把总体时间细化。本文提出如何自动把总体时间期限转换为子任务的时间期限的方法。     

航天测控资源统一分配的多维遗传算法

对于航天器测控资源分配这一类时间窗受限的约束满足问题,国内外已有许多应用遗传算法的研究并取得了较好的成果。目前的研究主要针对的是低轨道航天器这类可见弧段较短、全弧段跟踪的问题,对于地球同步以及高轨道航天器这一类长弧段可见、非全弧段跟踪的资源分配问题,相关的应用研究较少。针对高低轨航天器测控资源统一分配问题的特点,经过对标准遗传算法的扩展,设计了一种能够描述高、低轨道航天器资源分配问题的多维编码方法,定义了相应的交叉算子、变异算子等算法要素,从而建立了一种能够解决航天测控资源统一分配问题的多维遗传算法。仿真计算表明,该算法能够有效解决目前我国航天测控网面临的"一网多星"管理模式下,高低轨航天器统一管理、统一分配测控资源的问题。     

Feedrate scheduling method for constant peak cutting force in five-axis flank milling process

It is extremely important to select appropriate feedrates for the stable machining of parts with ruled surface in modern aviation industrial applications. However, the current studies take too much time to achieve this goal. Therefore, this paper presents an efficient feedrate optimization method for constant peak cutting force in five-axis flank milling process. The solution method of the instantaneous undeformed chip thickness (IUCT) is proposed using least squares theory with the cutter entry angle and feedrate as variables. Based on this method, an explicit analytical expression of the peak cutting force for each cutting point is established. Furthermore, a feedrate scheduling method is developed to quickly solve the appropriate feedrate under constant peak cutting force. To verify the proposed IUCT model, the fitting IUCT is compared with the accuracy data at different feedrates. Additionally, some experiments of five-axis flank milling are conducted to demonstrate the effectiveness of the peak force model and the feedrate scheduling method. And the surface roughness before and after feedrate scheduling is detected. The results show that the proposed feedrate scheduling method can quickly adjust the feedrate and ensure constant peak force during machining. At the same time, the surface quality is kept at a high level.     

基于可变重调度区间的柔性作业车间动态调度策略

针对动态柔性作业车间调度问题,提出了基于可变重调度区间的动态重调度策略。建立了柔性作业车间调度数学模型。提出一种初始化机器、初始化工序和随机初始化相结合的改进种群初始化的方法,进一步提高初始种群解的质量。实际生产案例仿真对比分析结果表明,利用本文重调度策略和改进遗传算法后得到的结果比企业实际运行时间缩短了47.8%,比他人的调度策略所得到的优化结果提高了5.4%,从而验证了本文所提出算法的可行性和有效性。     

基于改进遗传算法的柔性作业车间调度

在实际的柔性作业车间调度中,不但工件需要加工时间,而且工件在各个机器之间利用AGV转移也需要占用一定的时间,因此对柔性作业车间调度中考虑AGV运输时间的研究更具有实际意义。首先,针对此问题,建立了有AGV约束的柔性作业车间调度数学模型。其次,提出一种多段式编码,可以使得一些对进化没有帮助的基因直接被淘汰掉;提出一种分阶段的自适应交叉和变异概率公式及多种群进化机制以实现快速收敛及全局优化的效果。最后,仿真实例验证了本文提出算法的有效性和可行性。     

天基信息港的多源信息融合任务调度研究

在天基信息港上实现多源信息融合,可以将数据的传输与处理集中在星上,减少了数据处理中心接收和分发数据的传输时间,提高了信息获取的时效性。考虑到任务高时效性的需求及天基信息港的资源受限,文章提出了天基信息港的多源信息融合任务调度问题,通过分析多源信息融合任务流程、天基信息港的资源特征,以最小化任务完成时间为优化目标,建立了天基信息港的多源信息融合任务调度模型,并设计了一种多机循环插入（Multi-machine Circular Insertion,MCI）算法对模型求解。仿真结果表明,该算法相比于列表调度算法能够平均减少10.8%的任务完成时间,算法运行时间大约为遗传算法的1/20,表明该算法能够满足天基信息港任务调度的高时效性要求。