基于现代优化算法的动态调度模型
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复杂制造系统的动态调度技术在现代社会中,制造业已经成为了国民经济的重要组成部分,而制造业的核心就是制造工厂,制造工厂涉及到了生产流程、工序控制、生产调度等问题,因此,如何优化制造工厂的生产流程,降低生产成本,提高产品质量就成为了制造企业的一项重要任务。
复杂制造系统是指由许多处理单元组成的一个复杂的、多层次的、大规模的、异构的、分布式的、并发的、实时的系统。
复杂制造系统中的生产装备、生产线、供应链的复杂性、不确定性、动态性使得调度问题变得复杂多样,因而需要动态调度技术的支持,才能够满足实际生产中的需求。
动态调度技术就是在制造过程中随着生产状况的变化,对生产流程进行实时调节,使得生产线始终保持最优状态。
动态调度技术是适应于制造系统实时生产环境的一种富有前瞻性和灵活性的计划方法,目标是在实现最优生产流程的同时,降低生产成本,提高生产效率。
现代制造企业有如下特点:一、订单数大,产品品种多;二、生产工艺复杂,机台连锁组合;三、生产线产能大,优化需求高;四、产品变更频繁,订单交货期限严格。
在这样的情况下,动态调度技术对于制造企业来说是非常重要的。
近年来,随着信息技术的不断进步,制造企业的信息化水平也不断提高。
基于信息技术的建模和优化方法已经成为制造企业动态调度技术的主要手段之一。
动态调度技术主要包括了基于遗传算法、神经网络、模拟退火等的优化方法,这些方法具有高效稳定的特点,可以为制造企业提供良好的调度方案。
遗传算法是一种基于群体思想的搜索算法。
它通过自然选择、交叉和变异等操作,不断地优化搜索过程,从而找到最优解。
在动态调度中,遗传算法的主要任务是对生产过程中的各种资源和生产线进行优化分配,以保证整个生产过程的效率和效益。
神经网络是一种广泛存在的计算模型。
它模仿人类神经系统的结构和功能,具有高度的通用性和自适应性。
在动态调度中,神经网络可以通过对生产过程的数据进行训练,预测未来生产状态,进而指导生产过程的调度,从而使生产过程具有更高的效率和稳定性。
航班动态数据分析与航班调度优化研究随着航空旅行的不断增长,航班动态数据分析和航班调度优化变得越来越重要。
航班动态数据分析引用了一系列技术和方法来解析、理解和利用航班动态数据,而航班调度优化的目标是通过合理的计划和调度来提高运行效率,减少航班延误,并提供更好的旅客体验。
航班动态数据分析是基于航班相关的数据,如航班计划、实际出发和到达时间、航线和机型等,对航班运行情况进行深入分析的过程。
通过分析这些数据,可以发现各种航班运行中的问题和趋势,帮助提供决策支持,改善航班调度和运行效率。
航班动态数据分析可以涉及多方面的内容,如航班延误的原因分析、航班运行的时效性评估、航班地理位置分析,以及客户满意度的统计等。
航班调度优化是通过合理的计划和调度航班,以最大限度地满足航空公司的需求、旅客的需求和机场的需求。
航班调度优化可以通过现代优化算法、模型和技术来实现,以提供最佳的航班计划和调度方案,以确保航班准点率,减少航班延误、提供更好的旅客服务和提高运营效率。
在航班动态数据分析和航班调度优化领域,数据的质量和实时性是非常重要的。
航空公司需要确保获得准确、完整和实时的航班数据,以进行精确的数据分析和准确的调度优化。
同时,技术的发展如大数据、机器学习和人工智能等,为航班动态数据分析和航班调度优化提供了更多的方法和工具。
针对航班动态数据分析,一些常用的方法和技术包括数据挖掘、统计分析和可视化等。
数据挖掘技术可以识别和提取隐藏在航班数据中的有用信息和模式,如延误的影响因素、常见的航线选择等。
统计分析可以通过建立模型和预测算法等,对航班延误和准点率等运行指标进行分析和预测。
可视化技术可以通过图表、地图和动画等方式,将复杂的数据呈现给用户,帮助他们更好地理解和利用数据。
在航班调度优化方面,一些常用的技术包括线性规划、整数规划和模拟等。
线性规划和整数规划可以利用数学模型和优化算法,为航空公司提供最佳的航班计划和调度方案,以最大化运营效率和准点率。
面向节能发电调度的电力系统多目标优化调度模型摘要:在含风电和火电的电力系统中,既要发挥传统火电机组的灵活调节能力,还得实现节能减排优化调度,并提高大规模风资源的利用效率,以便实现高比例新能源电力系统的经济优化运行。
风火多目标协调优化调度是实现该目标的有效方法,采用多目标优化方法来确定火电机组的综合最佳出力和提高风电消纳能力,以实现电力系统节能减排的目的,有利于促进环境和能源的可持续发展和利用。
关键词:节能发电调度;电力系统;多目标优化;调度模型引言我国过去实行考虑机组容量的均衡发电调度模式在一定时期内调动了投资电源项目建设的积极性,促进了电力工业的快速发展,但同时也导致了高效环保的大火电机组、水电及核电等清洁能源机组的发电能力无法充分发挥,高污染、高能耗的小火电机组却能多发电的情况,造成了能源资源浪费和环境污染。
为加快建设资源节约型,环境友好型的社会,节能发电调度的开展势在必行。
1概述节能发电调度基本内涵是在电力系统供电可靠的前提下,能够满足节能和经济两大原则,将可再生清洁能源进行优先调度,按照由低到高对传统机组的能耗以及污染排放物进行排序,实现电力系统的节能减排优化调度。
节能发电调度办法是指国务院办公厅以国办发[2007]53号文件发布了《节能发电调度办法》,其主要参考依据是由省政府发改委所编制的机组发电顺序表,优先调度风能、太阳能、海洋能、水能、生物质能、核能等清洁能源发电,对火电机组,按照煤耗水平调度发电,煤耗低的多发、满发,煤耗高的机组少发或不发。
各级电网调度部分应按照日负荷特性、机组出力特性、电网运行方式以及各类电网安全约束来制定机组组合方案,从而实现经济可靠的机组优化调度模型。
2考虑污染物排放因素的节能发电调度模型在考虑污染物排放约束,结合传统经济发电调度,对排污成本累加的节能发电调度模型以及等能耗水平下污染物排放的节能发电调度模型进行合理设立。
2.1等能耗水平的节能发电调度模型(1)建模思路根据各发电厂机组运行数据拟合得到煤耗曲线和煤耗标准参数,确定各火电机组的煤耗情况。
基于人工智能的港口船闸调度优化研究摘要:本研究旨在基于人工智能技术对港口船闸调度进行优化。
船闸作为港口运输系统的重要组成部分,对船舶的进出港起着至关重要的作用。
然而,船舶数量的增加和船舶进出港的复杂性给船闸调度带来了巨大挑战。
本研究采用了人工智能算法,结合船舶进出港数据、港口设施信息以及天气等外部因素,建立了一个优化模型。
通过对模型进行仿真实验和数据分析,可以得出最佳的船闸调度方案,提高港口船闸的效率和安全性。
实验结果表明,基于人工智能的船闸调度优化方法能够有效地提升港口运输系统的整体效能,并具有较高的实际应用价值。
关键词:人工智能、港口船闸、调度优化、船舶进出港、效率引言:港口船闸调度的优化对于提高港口运输系统的效率和安全性具有重要意义。
随着船舶数量的增加和船舶进出港的复杂性,传统的调度方法已经无法满足需求。
因此,基于人工智能技术的船闸调度优化成为研究的热点。
本文旨在探索如何利用人工智能算法结合船舶进出港数据和外部因素,建立一个优化模型来改进船闸调度。
通过实验证明,基于人工智能的船闸调度优化方法能够显著提高港口运输系统的整体效能,为港口管理者提供实际应用价值和决策依据。
二港口船闸调度问题分析与挑战港口船闸调度作为港口运输系统的重要组成部分,对船舶的进出港起着至关重要的作用。
然而,随着船舶数量的不断增加和船舶进出港的复杂性的提高,传统的船闸调度方法已经无法满足日益增长的需求。
(一)船舶数量的增加给船闸调度带来了巨大的挑战。
随着国际贸易的发展和全球化的推进,港口面临着日益增长的船舶流量。
船舶的数量、尺寸和种类的多样化使得船闸的调度变得更加复杂。
传统的调度方法往往无法高效地处理大量船舶的进出港需求,导致船闸拥堵和船舶等待时间增加,严重影响港口的运营效率。
(二)船舶进出港的复杂性也给船闸调度带来了挑战。
船舶进出港涉及到多种因素,如船舶的尺寸、吃水深度、货物种类、目的地等。
船舶进出港的需求往往是多样化和动态变化的,需要根据实时情况进行灵活调度。
电力系统动态调度的智能化方法在当今社会,电力作为支撑现代生活和工业生产的关键能源,其稳定供应和高效分配至关重要。
电力系统动态调度则是确保电力系统安全、经济运行的核心环节。
随着科技的不断进步,智能化方法在电力系统动态调度中的应用日益广泛,为提高电力系统的运行效率和可靠性带来了新的机遇。
电力系统动态调度的主要任务是根据电力负荷的实时变化,合理安排发电资源,以满足用户的用电需求,同时确保电力系统的安全稳定运行。
这一过程涉及到众多因素,如发电设备的性能、电网的拓扑结构、电力市场的价格机制等。
传统的调度方法往往基于确定性的模型和规则,难以应对电力系统中日益复杂的不确定性和动态变化。
智能化方法的引入为解决这些问题提供了新的思路。
其中,基于大数据分析的方法是一种重要手段。
通过收集和分析电力系统运行过程中产生的海量数据,包括实时负荷数据、发电设备状态数据、气象数据等,可以挖掘出隐藏在数据中的有用信息和规律。
例如,通过对历史负荷数据的分析,可以预测未来一段时间内的电力负荷变化趋势,为调度决策提供依据。
同时,利用大数据分析还可以对发电设备的故障进行预测和诊断,提前安排维修和保养,减少设备故障对电力系统运行的影响。
另一种重要的智能化方法是基于人工智能的优化算法。
例如,遗传算法、粒子群优化算法等在电力系统动态调度中得到了广泛应用。
这些算法能够在复杂的解空间中快速搜索到最优或近似最优的调度方案。
以遗传算法为例,它通过模拟生物进化过程中的遗传、变异和选择等操作,对调度方案进行不断优化。
在每一代的进化过程中,适应度较高的调度方案有更大的机会被保留和遗传到下一代,从而逐渐逼近最优解。
除了上述方法,智能控制技术也在电力系统动态调度中发挥着重要作用。
例如,模糊控制技术可以处理电力系统中存在的模糊性和不确定性因素。
通过定义模糊规则和隶属函数,可以将模糊的输入信息转化为精确的控制输出。
例如,对于电力负荷的变化,可以定义“负荷增加较大”“负荷增加较小”等模糊概念,并根据相应的模糊规则来调整发电设备的出力。
基于改进蝴蝶优化算法的新安江模型参数率定研究目录一、内容概览...............................................21.1 研究背景及意义.........................................2 1.2 国内外研究现状分析.....................................3 1.3 新安江模型介绍.........................................41.4 蝴蝶优化算法概述.......................................5二、理论基础与预备知识.....................................62.1 新安江模型的数学描述...................................6 2.2 蝴蝶优化算法原理解析...................................82.3 参数率定理论框架.......................................9三、改进蝴蝶优化算法设计..................................103.1 IBFOA算法流程设计.....................................11 3.2 IBFOA算法参数设置.....................................123.3 IBFOA算法性能评估指标.................................13四、新安江模型参数率定实验设计与实施......................144.1 实验环境搭建..........................................15 4.2 实验数据准备..........................................16 4.3 参数率定实验步骤......................................16五、新安江模型参数率定结果分析............................185.1 实验结果展示..........................................195.2 参数敏感性分析........................................205.3 参数最优解确定........................................21六、改进策略与方法........................................226.1 对比分析IBFOA与传统BFOA...............................236.2 提出新的参数调整策略..................................246.3 算法改进效果验证......................................26七、结论与展望............................................277.1 研究结论总结..........................................277.2 研究局限性与不足......................................287.3 未来研究方向建议......................................29一、内容概览1.研究背景与意义新安江模型作为水文预报和水资源管理中的关键工具,其参数率定的准确性直接影响到预报结果的可靠性。
基于边缘计算的多目标生产任务调度方法目录一、内容简述...............................................21.研究背景与意义..........................................22.国内外研究现状..........................................33.论文研究目的及内容......................................5二、边缘计算概述...........................................61.边缘计算定义及特点......................................62.边缘计算与云计算的对比..................................73.边缘计算在生产任务调度中的应用..........................8三、多目标生产任务调度问题.................................91.生产任务调度问题定义...................................102.多目标生产任务调度问题分析.............................113.调度目标及约束条件.....................................12四、基于边缘计算的生产任务调度方法........................141.边缘计算环境下生产任务调度策略.........................152.多目标优化模型建立.....................................163.调度算法设计...........................................174.调度流程与实现.........................................18五、实验与分析............................................201.实验环境与数据.........................................202.实验方法与步骤.........................................213.实验结果分析...........................................234.方法对比与评估.........................................25六、案例研究..............................................261.典型案例选取...........................................272.案例分析过程...........................................283.案例分析结果及启示.....................................29七、面临挑战与未来展望....................................301.当前面临的挑战.........................................312.可能的解决方案.........................................333.未来发展趋势预测.......................................34八、结论..................................................351.研究成果总结...........................................352.对未来研究的建议.......................................37一、内容简述随着工业自动化和智能化技术的不断发展,生产任务调度的复杂性日益增加。
电力系统优化的算法和模型电力系统优化是一种通过各种优化算法和模型来实现电力系统高效、高质量运营的方法。
随着电力系统的迅速发展和电力市场的日益成熟,如何利用现代化的科技手段来解决当前电力系统运营中的一系列问题成为了一个迫切的问题。
本文将结合实例,探讨电力系统优化中常用的算法和模型。
1.电力系统优化的算法1.1 多目标规划算法多目标规划算法是求解多个相互矛盾目标的优化问题,通过建立传统的单目标规划的基础上,将优化目标扩展为多个,从而可以更好的综合利用各种资源,实现电力系统的整体优化。
举个例子,某电力系统需要在稳定系统电压和电流的前提下,提高各台机组的发电效率,同时控制发电机的运行费用。
多目标规划算法可以根据电力系统当前的电力负载需求、电价、发电量等情况,综合考虑各个目标之间的关系,得出最优的决策方案。
1.2 遗传算法遗传算法是基于生物演化和遗传进化思想的自适应优化算法,其思想源于达尔文的“适者生存”定律。
在电力系统优化中,遗传算法可以用来解决多维约束条件下的特定问题,比如,如何在电力系统中合理分配各个节点的电力负载。
具体操作步骤是,将电力系统中的各种限制条件(比如容量限制、电缆阻抗等)以及运行效果(比如最大化发电量、最小化运行成本)转化为适应度函数,使用遗传算法进行仿真求解,从而得到最优的电力系统优化方案。
1.3 神经网络算法神经网络算法是一种能够模拟人工神经网络运作原理的算法,电力系统优化中,可以通过利用神经网络对不同节点电压进行预测,从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
例如,一些大型电力系统内部的负荷需求常常会出现高峰和低谷,这些大型电力系统往往需要其内部节点集成的多个发电机来保证供电质量和可靠性。
使用神经网络算法可以精确预测各节点电压,从而可以更好的实现电力系统的负荷均衡。
2.电力系统优化的模型2.1 直流潮流模型直流潮流模型是求解电力系统稳态潮流问题的一种最基本的模型,它假设电力系统中各种元件的电压和相位都是固定不变的,仅考虑各种电阻、电感和容抗等元器件的损耗等问题。
生产调度模型的研究与优化一、引言生产调度模型是生产计划和调度的重要工具。
一个良好的生产调度模型可以有效提高生产效率,降低生产成本,并且使生产组织结构更加合理。
因此,研究和优化生产调度模型成为生产管理领域中的重要研究课题。
二、生产调度模型的类型生产调度模型可以分为基于流程的模型和基于作业的模型两种类型。
1. 基于流程的模型基于流程的模型是根据生产流程来安排生产顺序和时间表的模型。
该模型以生产流程的降序为基础,为每个生产环节分配合适的时间,使得整个生产过程可以在规定的时间内完成。
该模型优点是规范了生产工序,降低了生产延误的风险。
但缺点是过于依赖工序的流程,一旦出现未知异常,调度时间表难以做出合理调整。
2. 基于作业的模型基于作业的模型则是根据每个生产作业的类型和优先级来安排生产顺序和时间表的模型。
该模型优点是在工序定义灵活的情况下仍可做到最优调度,可以习得更好的生产实际。
但缺点是如果未确定生产作业的优先级,可能会导致生产过程混乱、产量偏低等问题。
三、生产调度模型的实现在实际生产中,生产调度模型需要借助计算机软件来实现,以较为智能的方式对生产过程作出相应的安排。
现在常用的生产调度软件有多种,如Preactor、MES、SAP等。
这些软件不仅可以排程、监测、分析整个生产过程,同时也可以整合部门、优化过程、响应灵活等优势。
1. PreactorPreactor是一种智能排程软件,可以实现多线程任务分配和优异客制化。
其通过快速沟通与智能协调,有效提升整个生产过程效率与产品质量。
尤其在精密酿造、装配生产等细致要求高的领域有着重要的应用。
2. MESMES是一种集成型管理软件,可以辅助企业决策、计划、物流、产品追溯等方面的自动化管理,获得极为丰富的生产及管理数据,提高管理效率。
此外,MES还可以与ERP等中心系统数据对接,保障企业理性经营和发展。
3. SAPSAP是一种管理系统,旨在整合企业管理中涉及的各个领域,从融合到改进,最终提高生产力和运作效率。
基于NSGA-Ⅱ算法的含风电场的电力系统动态经济调度郝晓弘;何侃【摘要】本文针对风功率的不确定性,大规模风电并网给电力系统调度带来很多问题,考虑了风电功率波动对动态经济调度旋转备用的约束,在优化目标中计及了火电机组阀点效应和最小化污染物排放量对发电成本的影响.在10机系统上采用NSGA-Ⅱ算法进行仿真,并通过与改进的粒子群算法和遗传算法进行比较,验证了该算法对含风电场电力系统动态经济调度模型求解的合理性和优越性.%In this paper,due to the uncertainty of wind power,in response to large-scale wind power to the power grid after the impact of the system operator.Considering the wind power fluctuations on the dynamic economic dispatch of spinning reserve constraints.In the optimization goal,the account of the impact of thermal power valve point effect and minimize pollutant emissions for power generation costs.Adopted NSGA-Ⅱ algorithm simulation based on a typical 10 units test power system,and through improved PSO and genetic algorithm is verified by comparing the algorithm in wind power system dynamic scheduling model to solve economic rationality and superiority.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)011【总页数】6页(P170-175)【关键词】风电;动态经济调度;NSGA-Ⅱ算法;调度模型【作者】郝晓弘;何侃【作者单位】兰州理工大学计算机与通信学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TN-9近些年来,风电发展速度迅猛,风力发电在电网中所占的比例不断增加,给电网带来了很大的冲击,使电网的不确定性增大,尤其是大规模风电接入后电网的安全与稳定性问题[1]。
动态调度优化系统在炼油过程中的应用分析摘要:研究与分析动态调度优化系统在炼油过程中的应用的原因以及功能。
在事件逻辑当中的实时动态优化调度这一建模方法基础之上对模型进行搭建,将炼油过程当中的动态调度模型建立起来,同时研究出比较实用的一种炼油动态调度优化系统。
这种建立在事件逻辑基础之上的建模方法增加了炼油过程中动态调度模型在生成时的灵活性以及快速性,对动态调度优化系统的实用性进行了提高,在相当程度之上使石油炼制行业当中的动态调度模型建立这一难题得到了解决,同时在对调度实时性进行保证的同时得到了理想的动态调度优化性。
结论:在炼油厂当中动态调度优化系统模拟应用取得了成功,在一定程度上证明了在事件逻辑基础之上建立模型的方法是行之有效的,在炼油过程中建立起来的动态调度模型也是良好的。
关键词:动态调度调度优化系统炼油过程事件逻辑建模方法0 引言炼油过程属于典型的一类连续的生产过程,虽然整个炼油过程保持基本平稳,然而装置故障、物料的质量不合格、能源短缺等诸多不确定性事件均能够发生,动态调度优化系统就是为了在事件发生之后及时进行调整及对生产装置的运行状态及参数、库存量以及物料和能源的产消量等生产控制指令进行重新安排,尽量减少无谓的损失及浪费,最大程度上使生产运行得到优化。
表现出动态调度的重要性及难度。
1 炼油过程控制的现状在事件逻辑当中的实时动态优化调度这一建模方法基础之上对模型进行搭建,将炼油过程当中的动态调度模型建立起来,同时研究出比较实用的一种炼油动态调度优化系统,在具体的炼油装置生产中,其目标就是将原料加工,并最终转化为符合规定质量的产品,且在生产中保证操作的成本最小化,因此对于生产的优化调度就显得极为重要,只有优化调度才能指导装置生产,并有将其操作更加优化,对于炼油过程的调度使用,是一定要先满足生产的约束前提下,并满足产品的需求,并合理将装置组织,减少具体加工中的各个方案切换的次数,将装置生产加工中工艺参数的波动降低至最小,对参数的这种调整,来获得更优化的生产调度方法,从而满足实际需求,并与实际操作相契合,合理地安排生产中的负荷,保证对能源动力供应,维持装置生产的稳定性,从而达到优化生产降低成本的最终目的。
交通运输集装箱码头连续泊位动态分配优化模型及算法张佳运1,卢 刚2(辽宁省交通工程质量与安全监督局,沈阳 110005;2.丹东市交通工程质量与安全监督处,丹东 118000)摘 要:以泊位配置问题为研究对象,以到港船舶总在港时间最短为目标,建立优化模型。
设计了基于Q学习方法的优化算法,并以某集装箱码头的实际船舶作业数据为例,对模型及算法的有效性进行了验证。
关键词:集装箱码头;泊位分配;Q学习算法中图分类号:U653.2 文献标识码:B 文章编号:1673-6052(2011)04-0127-021引言近年来,各区域内集装箱码头公司间的竞争日益激烈,各集装箱码头公司纷纷会采用各种竞争策略,提高码头的服务水平,减少船舶的在港时间,以提高顾客(船公司)的满意度,也希望营运成本最小,以保持竞争优势。
提高集装箱码头服务效率,最直接的方法就是扩大港口规模、更新港口设备,但投资是非常大的。
因此,合理地分配现有资源,显得更为重要。
基于这种考虑,K i m[1]用混合整数规划模型来确定船舶在岸线停靠位置和停靠时间,并用模拟淬火算法给出了该模型的近似最优解;李平[2]以船舶总在港时间最小为目标建立了泊位调度问题的非线性规划模型,并应用混合优化策略(GATS)求解了模型;张煜[3]针对泊位调度问题,将岸线连续化,建立了泊位的动态调度模型,并利用遗传算法求解模型。
2问题的描述所谓泊位分配问题,就是为到港的船舶指定适当的位置,供其靠泊作业,以减少船舶的在港时间。
所谓连续是指将岸线作为连续的,满足船舶物理条件(水深和长度)限制的位置就能靠泊;所谓动态是相对于静态(在调度时,所有的船舶都已抵港等待靠泊)而言的,指所考虑的船舶可以在其它船舶靠泊后才到达。
船舶总在港时间可分为待泊时间和作业时间两部分。
本研究数学模型的建立基于以下假设条件:(1)泊位水深能满足所有到港船舶的吃水要求;(2)不考虑船舶移泊,每个船舶只有一次靠泊机会;(3)当多个岸桥为同一艘船舶服务时,相互间会有所干扰,影响工作效率;(4)船舶在锚地检验检疫时间为常数,在本研究中不考虑其影响。
基于预测的动态多目标进化优化研究及其应用基于预测的动态多目标进化优化研究及其应用摘要:随着科技的不断发展,多目标优化问题在现实生活中的应用越来越广泛。
然而,由于问题的非线性、多模态以及动态变化的特点,传统的多目标优化算法在解决这些问题时遭遇到了许多困难。
为了克服这些挑战,研究者们提出了基于预测的动态多目标进化优化算法。
本文对这一研究领域进行了综述,并介绍了其在实际应用中的表现。
1. 引言多目标优化问题在工程、金融、交通等领域中经常出现。
传统的多目标优化算法通常采用静态的方法,无法有效应对问题在时间上的变化。
因此,提出一种基于预测的动态多目标进化优化算法来解决这个问题势在必行。
2. 动态多目标进化优化算法的原理基于预测的动态多目标进化优化算法的主要原理是通过对问题的状态进行预测来指导进化算法的搜索方向。
具体而言,该算法通过建立一个模型来预测问题在未来时间段内的变化趋势,然后根据预测结果对进化算法的参数进行调整,以适应变化的环境。
3. 研究进展基于预测的动态多目标进化优化算法在近年来取得了不俗的研究进展。
研究者们提出了许多有效的方法和技术来改进算法的性能。
其中,一些方法利用了机器学习技术来构建预测模型,以更好地预测问题的变化趋势。
另外,还有一些方法使用适应性调整策略来动态调整算法的参数,以应对问题的变化。
4. 应用案例基于预测的动态多目标进化优化算法已经在许多实际应用中得到了成功的应用。
例如,在交通调度领域,该算法被应用于优化交通信号灯控制,以减少交通拥堵和排队时间。
另外,在供应链管理中,该算法被用来优化仓库物流以提高配送效率和降低成本。
5. 展望与挑战尽管基于预测的动态多目标进化优化算法在理论和实际上都取得了显著的成果,但仍面临一些挑战。
其中一个重要的挑战是如何选择适当的预测模型来预测问题的变化。
此外,算法的运行时间和计算复杂度也是需要解决的问题。
特别是在大规模问题中,算法的效率和可伸缩性是需要进一步改进的方面。
供水系统优化设计中的调度模型比较随着城市化进程的加快,供水系统的优化设计变得愈发重要。
供水系统的调度模型是优化设计的关键组成部分之一。
调度模型能够有效地优化供水系统的运行,确保水资源的合理利用和供水的可靠性。
本文将比较几种常见的供水系统调度模型,包括线性规划模型、动态规划模型和遗传算法模型,并分析其优势和适用场景。
一、线性规划模型线性规划模型是一种常用的供水系统调度模型。
该模型将供水系统的优化问题转化为一个线性约束条件下的线性目标函数的最优化问题。
线性规划模型的优势在于数学基础简单、计算速度较快。
它适合于简单的供水系统,其中供应和需求之间的关系是线性的。
线性规划模型常用于水源调度、水厂出水量的优化和管道网络优化等方面。
然而,线性规划模型也存在一些限制。
首先,它只能处理线性约束条件,难以适应复杂供水系统中的非线性关系。
其次,由于线性规划模型忽略了水质和水压等因素,其结果可能与实际情况存在偏差。
因此,在处理复杂供水系统问题时,线性规划模型需要进一步改进或结合其他模型进行。
二、动态规划模型动态规划模型是一种基于时间的供水系统调度模型。
该模型将供水系统的运行过程划分为多个时间片段,并根据各个时间段的供水需求和供水能力进行决策。
动态规划模型的优势在于能够考虑时间的连续性和时序关系,因此适用于需求变化较大的供水系统。
动态规划模型常用于应对突发水源短缺、海水入侵和水污染等风险的供水系统。
然而,动态规划模型也存在一些问题。
首先,其计算过程相对复杂,需要大量运算和数据存储。
其次,动态规划模型只考虑了局部最优解,无法保证全局最优解。
因此,在复杂供水系统中,动态规划模型可能会陷入局部最优解而无法得到最佳调度方案。
三、遗传算法模型遗传算法是一种模拟自然界进化过程的优化算法,常用于供水系统优化设计中的调度问题。
该模型通过模拟遗传、交叉和变异等遗传操作,寻找最优解。
遗传算法模型的优势在于能够处理大规模、复杂的非线性问题,并且能够搜索全局最优解。
基于现代优化算法的动态调度模型
发表时间:
2019-04-04T10:28:41.193Z 来源:《知识-力量》2019年7月上 作者: 高怡佳 宋森岚 肖茜
[导读] 随着智能技术在加工作业中的普及,我们针对RGV的三种具体情况,采用了遗传算法、蚁群算法及Pareto法结合的多目标加权算法
建立相应的动态调度模型,
(河南财经政法大学)
摘要:随着智能技术在加工作业中的普及,我们针对
RGV的三种具体情况,采用了遗传算法、蚁群算法及Pareto法结合的多目标加权算法建
立相应的动态调度模型,以便得出
RGV的优化策略。通过结合实际,我们对三种情况分别进行仿真检验以实现系统工作的高效性,并根据
不同的算法,深入分析了八小时内
RGV的具体动态调度方案。
关键词:动态调度;遗传算法;蚁群算法;
Pareto最优;多目标加权算法
一、引言
智能加工系统是由1条RGV直线轨道等设备构成,它能自由完成上下料以及清洗等作业任务。我们侧重于讨论一道和两道工序的作业情
况,并且对于物料在加工过程中出现故障的情形分别讨论。首先根据
RGV三种不同的工作情况建立不同的算法,从而得到相应动态调整模
型和相应的求解方法;随后根据实际情况检验建立的模型,以此检验模型的实用性和算法的有效性。
二、模型建立与求解
2.1
对任务一的分析
2.1.1
基于遗传算法下的一道RGV工序调度模型
由于RGV可以连续在规定时间T内不停地工作,因此需要对RGV的操作给出最优安排。首先在随机产生初始种群N后,计算出每一个体
的目标函数值,选出适应性最好的染色体来传递给下一代,如下式:
为了更好地适用于蚁群动态调度算法,我们将RGV工作原理进行了简化,假设每一个RGV在来回一次并停下等待时,下一个新的RGV
继续运作。总的
RGV个数为有限多个,可设为共有z个。
若用信息素反映RGV在此过程中可达到的优化程度,则Gmn表示第n个CNC对工序m的信息量。当RGV完成一次上下料后需要等待一个
最接近完成的
CNC运作结束时,调整该Gmn的值,其中CNC完成当前工序为C,不完成为0。
由图2-4可知,平均距离最终稳定在90以上,最短距离经路(上接268页)
径不到90,两者均达到最优;由适应度进化曲线可知适应度由90.4降低至89.4,适应度降低不明显,信息素能做到及时补充以使其下降
不明显。说明我们采用的此模型能很好的解决两道工序动态调度问题,以此在短时间内生产更多物料,提高生产线运行效率。
2.2.2
基于Pareto及多目标加权算法的机器故障调度仿真检验
由于在一道工序下,我们需要满足Di需根据取出AiBi(i=1,2,3)的最小值中的目标函数,因此依据生产、交换以及生产和交换的最优条件
分别为
MRT1=MRT2,MRS1=MRS2,MRS=MRT。得到维修时间及维修个数的帕累托最优状态。
此外,无量纲化后的两变量有相交,更加印证了该模型的适应性与有效性,根据帕累托效应,说明在一道工序下的机器故障可以根据
最优维修个数与维修时间的结合达到在规定时间内最优加工情况。
(2)两道工序下的仿真检验
根据大数定律可知,在数据较多时往往会呈现出一定的规律,且当其重复多次时,随机事件频率与概率基本相等。
我们现以两道工序中的第一组数据为例,根据Di第二道工序下维修个数=Z21为八小时内两道程序下第一组的加工物料数*1%(故障发
生概率),得到在规定时间内机器发生故障数为三个。因此根据以上原理,在随机数表中产生了依据两道工序的三组不同的数据,如下表
2-3
所示:
可以发现在不同情况下,第一道工序与第二道工序的相交点即为多目标变量的最优情况,因此可以说明多目标加权算法与Pareto结合的
调度效果良好,体现了系统的有效性。
三、模型评价
遗传算法适用于求解复杂的优化问题,调用模型条件要求低,不需要过多的辅助信息,但其依赖初始种群的选择,算法的潜在能力还
没有得到充分发挥;蚁群算法便于和其他算法结合但计算量大;
Pareto最优条件下的多目标加权算法便于将复杂问题简单化但在实际生活中
可能会存在误差。
参考文献
[1]
王小平,曹立明.遗传算法-理论,应用与软件实现[M].西安:西安交通大学出版社,2002.
[2]
朱福珍,黄树成.蚁群动态算法在混流车间作业调度的应用[J]. 邢台职业技术学 院学报,2013.30(5):88-91