一种车间生产调度仿真的优化方法
一种求解不确定作业车间调度问题的随机仿真优化方法
一种求解不确定作业车间调度问题的随机仿真优化方法
王荪馨;李言;张燕荣;淮文博
【期刊名称】《机械科学与技术》
【年(卷),期】2015(034)008
【摘要】针对以工件提前/拖期惩罚成本期望值最小化为目标函数、且工序加工时间不确定条件下的作业车间调度问题,将宽度-深度(BD)仿真量全局优化分配机制嵌入至进化序优化(ESOO)算法框架的粗糙仿真评估阶段.宽度仿真量分配用以调整样本数量,并利用进化算法进行调度解的样本取样和迭代优化;而深度仿真量分配则是利用最优计算量分配技术,依据当前种群中个体的均值和方差进行仿真量的自适应分配.最后通过标准调度测试算例验证了ESOO-BD随机仿真优化方法的可行性和有效性.
【总页数】6页(P1211-1216)
【作者】王荪馨;李言;张燕荣;淮文博
【作者单位】西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安710048;西安理工大学高等技术学院,西安710082;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安710048;西安理工大学高等技术学院,西安710082;西安理工大学高等技术学院,西安710082
【正文语种】中文
【中图分类】TH18
【相关文献】
1.工时不确定条件下基于改进遗传算法的柔性作业车间调度问题的区间数求解方法[J], 陈宇轩
2.一种作业车间调度问题的Hopfield神经网络优化方法 [J], 杜福银;徐扬;卢明立;程林章
3.工序加工时间不确定条件下作业车间调度问题的区间数求解方法 [J], 杨宏安;王周锋;吕阳阳;席志成;王宏浩
4.用遗传算法求解一类不确定性作业车间调度问题 [J], 乔威;王冰;孙洁
5.求解动态随机综合运输问题的仿真优化方法 [J], 林健
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工业生产过程模拟仿真及优化方法开发
工业生产过程模拟仿真及优化方法开发工业生产过程模拟仿真及优化方法的开发，是现代制造业中的重要课题。
通过模拟仿真和优化方法，可以帮助企业准确评估生产过程中的关键指标，优化生产流程，提高生产效率和质量。
一、工业生产过程模拟仿真方法的开发1. 离散事件仿真（DES）方法：离散事件仿真是工业生产过程模拟的一种常用方法。
它基于事件触发方式，模拟系统中的各个事件和其相互关系，以求得最终的仿真结果。
开发离散事件仿真方法，需要建立准确的系统模型，并选择合适的仿真工具进行模拟。
2. 连续系统仿真方法：连续系统仿真是在时间上连续的仿真方法，适用于连续型生产过程的模拟。
通过建立数学模型，利用数值计算的方法求解微分方程，可以获取系统在不同时间点的状态变化和输出结果。
3. 混合仿真方法：混合仿真方法结合了离散事件仿真和连续系统仿真的优点，适用于同时包含离散事件和连续系统的生产过程。
该方法可以更精确地模拟和优化工业生产过程的运行。
二、工业生产过程模拟仿真方法的应用1. 生产能力评估：通过模拟仿真方法，可以对生产过程中的各个环节进行模拟，并对生产能力进行评估。
基于仿真结果，企业可以合理规划生产流程，提高产能，降低生产成本。
2. 生产调度优化：通过模拟仿真，可以模拟不同的生产调度策略，并评估其对生产效率和交付能力的影响。
以此为基础，优化生产调度方案，实现生产过程的高效运行。
3. 资源利用优化：模拟仿真可以帮助企业合理配置生产资源，优化物料存储和生产设备的使用。
通过精确模拟生产过程中的资源使用情况，可以有效减少资源浪费，提高资源利用效率。
三、工业生产过程优化方法的开发1. 数据分析与预测：通过对生产过程中的关键数据进行分析和预测，可以及时发现问题和瓶颈，并提出优化建议。
数据分析和预测的方法包括统计分析、时间序列分析、模型预测等。
2. 优化算法开发：针对不同类型的生产过程，可以开发相应的优化算法。
优化算法可以通过最小化成本、最大化利润或平衡多个指标来实现生产过程的优化。
基于Plant Simulation的车间调度优化仿真
第42卷第1期2021年02月长春工业大学学报Journal of Changchun University of TechnologyVol42No1Feb2021D0I：10.15923/22-1382/t.2021.1.10基于Plant Simulation的车间调度优化仿真于佳乔张孜毅，李岩*(长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春130012)摘要：采用多品种小批量订单任务模式，以智能车间完成订单任务时间最短为目标，通过Plant Simulation仿真平台搭建模型，验证基于遗传算法的任务排序方法。
首先，对车间整体布局进行分析，实现仿真平台映射；其次，应用遗传算法实现最优的排产方式；最后，通过对比Plant Simulation与MATLAB两个仿真平台优化结果得出结论。
关键词：排列方式；仿真优化；遗传算法；Plant Simulation仿真平台中图分类号：TP319文献标志码：A文章编号：16741374(2021)01005306Research on optimization of job shop schedulingoptimization simulationYUJiaqiao,ZHANG Ziyi,LI Yan*(School of Electrical&Electronic Engineering,Changchun Universty of Technology,Changchun130012,China)Abstract：For the shortest time to complete the order task in an intelligent workshop,we build a model through Plant Simulation platform with multi-variety and small batch order task mode to verify ataskscheduling methodbasedongeneticalgorithm.Firstly，theovera l layoutofthe workshopis analyzed and mapped in the platform,then the genetic algorithm is applied to optimize the scheduling mode.The results in both the Plant Simulation and MATLABE are compared.Key words：arrangement；simulation optimization；genetic algorithm；Plant Simulation simulation platform.o引言随着经济环境的发展，以及计算机和自动化技术的普及，形成了以信息控制系统、车间生产系统、智能AGV搬运系统综合连接起来的柔性生产系统。
关于车间调度优化问题的仿真与设计
ｄ ｕ ｅ ｄ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄ ａ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｍｍｕ ｎ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ — ｔ ｉ ａ ｌ ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｍｕ ｈ ｉ ｐ ｌ ｅ ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｖ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｃ ａ ｌ ｌ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｍａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｉ ｍｍｕ ｎ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｃ ｃ ｉ ｎ ｅ ｉ ｓ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｉ ｆ — ｅ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｍｏ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｘ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ — ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｈ ａ ｓ ｆ ａ ｓ ｔ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ
分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法
分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法
叶飞;李梓晴;赖李媛君
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2022(34)4
【摘要】分布式车间生产调度是企业实现高效生产的一个核心问题,而预防性维修作为保证车间设备安全性和可靠性的重要手段,应纳入生产决策的范围。
针对设备维修导致的生产延迟问题,提出了一种辅助校正的仿真优化方法,建立了联合生产和预防性维修调度问题的数学模型和仿真模型,将基于序列交换的遗传算法与仿真校正的优化方法相结合,形成了快速仿真优化方案。
实验结果表明:所提出的辅助校正的仿真优化方法能够有效提高不确定性场景下的决策可行性和鲁棒性。
【总页数】12页(P688-699)
【作者】叶飞;李梓晴;赖李媛君
【作者单位】北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院;中国科学院大学应急管理科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.半导体可重入作业车间调度与设备预维修联合优化研究
2.关于生产车间作业优化调度效率仿真研究
3.面向多目标决策的车间生产调度仿真与优化
4.一种车间生产调度仿真的优化方法
5.半导体可重入作业车间调度与设备预维修联合优化研究
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基于计算机仿真的车间优化调度方法研究
基于计算机仿真的车间优化调度方法研究随着科技的发展，计算机的应用越来越广泛，其中之一便是计算机仿真技术。
这项技术可以让我们在计算机上模拟出实际场景中的各种情况，进而进行优化调度。
针对车间生产调度而言，可以利用计算机仿真技术来优化车间的流程和生产效率，提高企业的经济效益。
在车间中，生产订单的数量、种类和完成时间是非常重要的因素。
因此，首先需要通过计算机仿真技术来模拟这些生产订单的情况。
通过模拟出不同生产订单的需求，可以轻松地确定生产流程和时间，并全面掌握车间的生产情况。
然后，针对车间中的生产机器和设备，需要进行模拟并考虑优化。
通过模拟各设备的使用情况和产生的效果，可以更好地安排机器的使用时间和维护周期，从而优化车间的机器设备运作效率。
在车间生产调度过程中，人员的使用也是非常重要的。
因此，在进行计算机仿真时，还必须考虑人员分配情况和生产订单的数量。
通过模拟各种生产订单和人员的分配情况，可以更好地轮班计划和人员安排，从而达到优化车间效率的目的。
同时，在车间生产调度中，还需要考虑到各生产机器和设备之间的交互情况。
通过计算机仿真，可以模拟各生产机器和设备之间的协调关系，更好地了解每个生产工序的时间，从而协助优化车间的生产流程。
最后，针对车间中的质量管控和物流运输问题，也可以利用计算机仿真技术进行优化。
通过模拟出生产过程和各种物流情况，可以更好地安排物资和生产计划，同时还能够对车间的产品质量进行严密的监管。
总之，基于计算机仿真的车间优化调度方法，可以帮助车间优化生产流程和效率，提高企业的经济效益。
在进行计算机仿真时，需要不断探讨和研究，才能够更好地应用到实际生产中去。
基于仿真模型的生产调度优化研究
基于仿真模型的生产调度优化研究生产调度是制造企业中至关重要的一环，直接影响到生产效率和成本控制等方面。
而基于仿真模型的生产调度优化研究，旨在利用仿真模型来模拟和优化生产调度过程，以提高生产效率和资源利用率。
本文将探讨基于仿真模型的生产调度优化研究的方法和应用。
首先，基于仿真模型的生产调度优化研究需要建立一个真实可靠的模拟环境。
这个模拟环境包括制造设备、生产线以及相关的系统和流程等。
通过收集和分析实际生产数据，可以对模拟环境进行合理的参数设定，使得模型能够准确地反映出实际生产过程中的各种因素和约束条件。
其次，基于仿真模型的生产调度优化研究需要制定合理的调度策略。
调度策略是指在给定的资源和约束条件下，对生产任务进行合理的安排和分配的方法。
传统的调度策略通常是基于经验和启发式算法，但是这些方法难以处理复杂的生产调度问题。
基于仿真模型的生产调度优化研究可以通过多次模拟和优化，找到最佳的调度策略。
通过模拟不同的生产条件和任务分配方案，可以评估不同策略的性能，进而选择最优的调度策略。
第三，基于仿真模型的生产调度优化研究需要考虑不同的性能指标。
生产调度的目标通常是最大化生产效率和资源利用率，同时保证生产任务的准时完成。
为了评估并优化调度策略，在仿真模型中需设定合适的性能指标，如生产效率、物料流动时间、设备利用率等。
通过对这些性能指标的追踪和分析，可以评估不同调度策略的优劣，进而进行优化。
最后，基于仿真模型的生产调度优化研究需要注意实际应用的可行性。
虽然仿真模型可以在理论上得到最优的调度策略，但是在实际生产环境中，可能会有一些不可预见的因素和随机事件的干扰。
因此，在研究过程中，需要充分考虑这些因素，并对模型进行合理的修正。
此外，研究结果的实施应该具有可行性和可操作性，需要考虑到实际生产中的各种限制条件和实施难度。
总之，基于仿真模型的生产调度优化研究可以在提高生产效率和资源利用率方面发挥重要的作用。
通过建立真实可靠的模拟环境、制定合理的调度策略、考虑不同的性能指标以及关注实际应用的可行性，可以有效地优化生产调度过程，提高制造企业的竞争力。
基于Flexsim的作业车间调度优化研究
基于Flexsim的作业车间调度优化研究
作业车间调度优化是制造企业关注的一个重要问题，目的是提高生产效率、降低生产成本，提升企业的竞争力。
Flexsim是一种常用的仿真软件，可以用于作业车间的建模、仿真和优化。
作业车间调度优化研究主要包括以下内容：
1. 建立作业车间模型。
通过Flexsim软件建立作业车间模型，包括车间设备、生产工艺和工人等。
模型应该能够反映实际的生产环境和生产过程。
2. 收集数据和参数。
数据和参数包括生产计划、生产能力、设备利用率、工人效率等。
这些数据和参数可以通过实际生产、工艺流程图和操作记录等方式获得。
3. 优化调度算法。
可以采用遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等优化算法，根据作业车间的优化目标，如最小化生产时间、最大化生产效率等，优化作业车间的调度。
4. 仿真和测试。
通过Flexsim软件进行仿真和测试，验证各种调度算法的效果，并找出可能存在的问题和改进点。
5. 结果分析和总结。
根据仿真和测试结果，分析各种调度算法的优劣，总结经验和教训，提出相应的改进措施和建议，为企业的生产调度提供借鉴和指导。
综上所述，基于Flexsim的作业车间调度优化研究可以帮助企业提高生产效率和降低生产成本，增强企业的竞争力。
精益生产如何实现生产过程仿真优化
精益生产如何实现生产过程仿真优化在当今竞争激烈的市场环境中，企业要想脱颖而出，提高生产效率、降低成本、提升产品质量是至关重要的。
精益生产作为一种先进的生产管理理念和方法，正被越来越多的企业所采用。
而生产过程仿真优化则是精益生产中的一项关键技术，它能够帮助企业在实际生产之前，通过模拟和分析来优化生产流程，减少浪费，提高生产系统的性能。
那么，精益生产究竟是如何实现生产过程仿真优化的呢？首先，我们要明确生产过程仿真的概念。
生产过程仿真是指利用计算机技术和相关软件，对实际生产过程进行建模和模拟，以预测生产系统在不同条件下的性能和表现。
通过这种方式，企业可以在不进行实际生产试验的情况下，对生产方案进行评估和改进。
在精益生产中，实现生产过程仿真优化的第一步是收集和整理相关数据。
这些数据包括产品设计信息、工艺流程、设备参数、人员配置、生产计划等。
只有拥有准确和完整的数据，才能建立起可靠的仿真模型。
接下来，就是根据收集到的数据建立仿真模型。
模型要尽可能地反映实际生产系统的特点和运作方式。
在建模过程中，需要考虑到各种因素之间的相互关系和影响，例如设备的加工能力、物料的流动、人员的操作时间等。
同时，还要对模型进行验证和校准，确保其准确性和可靠性。
有了仿真模型之后，就可以进行各种实验和分析。
例如，改变生产批量、调整设备布局、优化人员安排等，然后观察这些变化对生产系统性能的影响。
通过多次的模拟和分析，可以找到最优的生产方案。
在进行生产过程仿真优化时，还需要重点关注以下几个方面：一是瓶颈环节的识别和优化。
瓶颈环节是指在生产过程中限制整个系统产出的环节。
通过仿真，可以准确地找出瓶颈所在，并采取相应的措施来消除或缓解瓶颈，从而提高整个生产系统的产能。
二是库存管理的优化。
库存过多会占用大量资金，增加成本；库存过少则可能导致生产中断。
通过仿真，可以确定合理的库存水平和补货策略，以减少库存成本，同时保证生产的连续性。
三是设备利用率的提高。
基于仿真的车间调度算法研究
基于仿真的车间调度算法研究车间调度是一个重要的问题，它涉及到了生产效率、资源利用率等重要因素。
现在，随着计算机技术和仿真技术的不断发展，基于仿真的车间调度算法正成为研究的热点。
一、概述传统的车间调度算法主要是基于数学优化模型，这种方法需要大量的数据输入和数学计算，所以很难适应生产车间实时性较强的需求。
而基于仿真的车间调度算法则可以通过计算机模拟车间生产流程，准确地模拟出生产中的各种情况，并进行实时调整和优化，从而提高生产效率和资源利用率。
二、模拟生产流程基于仿真的车间调度算法需要先建立一个生产车间模型。
这个模型需要尽量的简单明了、符合实际生产情况，同时也要能够通过改变参数来测试不同的生产流程方案。
在这个模型中，需要定义生产车间中的各种资源、生产过程中的各种活动和生产过程的各种约束条件。
通过逐步模拟生产过程，我们可以收集到实时的生产数据，并随时对算法进行优化和调整。
三、调度算法实现在基于仿真的车间调度算法中，最关键的是选择合适的调度算法。
传统的车间调度算法主要有贪心算法、遗传算法、蚁群算法等。
这些算法虽然可以得到较好的调度方案，但是其准确性和实时性还是无法满足生产车间的需求。
因此，我们需要实现一种基于仿真的实时调度算法。
这种算法需要能够快速适应生产中的各种新情况，比如突然增加的订单，突然出现的故障等，需要通过对数据和参数的实时分析，来自动进行优化调整。
在这里，需要提醒的是，调度算法的初始预设非常重要，预设不到位就很难适应生产过程中的各种变化和问题。
四、优势相对于传统的车间调度算法，基于仿真的算法有如下优势：1. 主观因素较少：基于仿真的调度算法不受人的主观影响，可以准确的对生产过程进行建模和仿真。
2. 实时性强：基于仿真的调度算法可以对生产过程中的各种新情况进行及时的响应和调整。
3. 预测准确：基于仿真的调度算法可以通过虚拟实验来预测生产车间的各种情况，在确保生产效率和资源利用率的同时可以尽可能的避免生产中的各种问题。
基于仿真的炼钢车间生产调度优化技术研究的开题报告
基于仿真的炼钢车间生产调度优化技术研究的开题报告一、选题背景和意义炼钢车间是钢铁生产的重要环节之一，生产调度优化对于提高生产效率、降低生产成本、保证产品质量具有重要的意义。
传统的生产调度往往以人工经验为主，难以准确预测生产过程中的各种变化，导致生产效率低下，生产成本高昂，同时也存在着加工品质不稳定等问题。
因此，基于仿真技术进行炼钢车间生产调度优化研究，可以有效提高生产效率和加工品质，降低生产成本，促进钢铁行业的可持续发展。
二、研究内容和方法本研究将重点探讨基于仿真技术的炼钢车间生产调度优化技术。
具体研究内容包括：1）建立炼钢车间生产仿真模型，模拟生产过程中的各种变化，如原料炉料配比、出钢温度、转炉操作时间等；2）基于仿真结果进行生产调度优化，采用遗传算法、蚁群算法等优化算法，优化生产过程中的不确定因素，使得生产效率和加工品质得到提高；3）通过实验和数据分析验证仿真模型和生产调度优化算法的有效性，为钢铁行业提供实用的生产调度优化技术。
三、研究预期结果本研究预期实现基于仿真技术的炼钢车间生产调度优化技术的研究，主要成果包括：1）建立炼钢车间生产仿真模型，模拟生产过程中的各种变化，为后续的研究提供基础；2）探索生产调度优化的算法，使得生产效率和加工品质得到提高，为钢铁行业提供实用的生产调度优化技术；3）验证仿真模型和生产调度优化算法的有效性，为钢铁行业的生产调度提供参考和借鉴。
四、研究进展和计划目前，本研究正在进行基础的文献研究和仿真模型的建立，下一步计划是通过仿真实验和数据分析来探索生产调度优化算法，研究成果将逐步完善并进行实际应用。
五、结论本研究的开展将为钢铁行业的生产调度优化提供新的方法和思路，有望取得较好的研究成果，对钢铁行业的可持续发展具有重要的意义。
基于遗传算法和仿真的车间调度优化系统研究与开发的开题报告
基于遗传算法和仿真的车间调度优化系统研究与开发的开题报告一、研究背景随着制造业的发展和生产规模的不断扩大，车间调度问题逐渐成为制造业中不可避免的问题。
车间调度问题主要涉及任务分配、作业时间、物料流动等多个方面，需要在保证生产效率的同时控制成本和提高产出。
传统的车间调度方法主要采用手工调度或者基于人工经验的规则调度，这种调度方法虽然可以应对简单车间的生产需求，但是对于复杂车间的生产需求很难满足。
而随着计算机技术的进步，现代车间调度问题开始采用数学模型和优化算法的方式进行求解，其中遗传算法是一种广泛应用的优化算法。
二、研究目的本研究旨在开发一款基于遗传算法和仿真的车间调度优化系统，用于解决复杂车间的生产调度问题，提高生产效率和产出率。
具体研究内容包括：1. 研究车间调度问题的数学模型，建立合理的优化目标函数。
2. 研究遗传算法的理论框架和优化思想，加入最新的深度学习技术进行优化。
3. 开发基于MATLAB/Simulink的仿真系统，用于模拟车间生产环境，并实现遗传算法的优化过程。
4. 针对不同的车间类型，设计相应的调度策略，并进行仿真验证和优化分析。
5. 针对不同的优化目标，进行算法参数的调优，提高系统的性能。
三、研究内容和方法本研究的基本思路是利用遗传算法优化车间调度，通过仿真模拟系统，实现对不同车间的生产优化。
具体研究内容和方法如下：1. 系统分析针对不同类型的车间，进行系统架构分析，包括车间调度的流程、关键环节、资源约束等。
2. 数学模型建立将车间调度问题建模为数学模型，考虑任务时间、作业顺序、物料流动等要素，建立合理的调度优化目标函数。
3. 优化算法设计结合遗传算法的特点和可优化的目标函数，设计遗传算法的编码方式、选择操作、交叉操作、变异操作等基本要素。
同时，引入现代深度学习技术进行优化。
4. 仿真系统开发基于MATLAB/Simulink进行开发，实现车间环境的仿真模拟和遗传算法的优化。
工业制造车间的仿真优化与调度研究
工业制造车间的仿真优化与调度研究随着制造业的发展和技术的进步，工业制造车间的管理和调度成为生产效率的关键。
为了实现高效、优质和可持续的制造，仿真优化与调度研究成为了公司提升竞争力的重要手段。
本文将介绍工业制造车间的仿真优化与调度研究的内容和重要性，并探讨其中的挑战和应对策略。
一、仿真优化与调度的概念和方法1. 仿真优化：仿真是指通过模拟复杂系统的行为和运行来研究其性能和效果。
仿真优化则是利用仿真来寻找最佳解决方案或决策。
在工业制造车间中，仿真优化可以通过构建系统的数学模型和模拟系统运行来优化生产流程、减少生产成本和提高生产效率。
2. 调度：调度是指将任务或工作按照一定的规则和算法安排到合适的时间和资源上，以实现最佳的生产效率和资源利用率。
工业制造车间调度的目标是最小化生产时间和成本、提高生产质量和满足客户需求。
3. 仿真优化与调度方法：工业制造车间的仿真优化与调度可以通过使用模拟算法、智能算法、进化算法、离散事件模拟等方法来实现。
其中，模拟算法可以模拟系统的行为和运行，智能算法可以根据经验和规则进行决策，进化算法可以通过迭代和优胜劣汰来找到最优解，离散事件模拟可以模拟系统中包含离散事件的过程。
二、工业制造车间仿真优化的重要性1. 提高生产效率：通过仿真优化和调度可以降低生产时间和成本，提高生产效率和生产线利用率。
通过优化物料流和人员分配，调整生产节奏和周期，以及最大限度地减少生产任务的中断和等待时间等，可以实现生产效率的最大化。
2. 优化生产性能：工业制造车间的生产性能包括生产质量、生产稳定性、产品合格率等。
通过仿真优化和调度可以优化生产工艺和生产流程，减少因人为因素导致的人为差错和质量问题，提高产品合格率和生产稳定性。
3. 提升客户满意度：通过优化车间调度和生产计划，可以更好地满足客户需求，及时交付产品并提供个性化定制服务。
通过准确预测和响应客户需求的变化，提高客户满意度和忠诚度。
三、仿真优化与调度研究的挑战和应对策略1. 复杂性：工业制造车间通常由多个工作站、多个生产线和多个生产环节组成，系统复杂度高。
一种车间生产调度仿真的优化方法
引 言
最近十几年来 ， 随着 ＣＭ 等先进制造系统 的 ＩＳ
二 、 真 调 度 的原 理 仿
仿真调度的基本原理是建立仿真调度模型 ， 在
研究和应用的需要 ，进一步推动了制造系统技术 仿真调度决策规则 的引导下 ，在模型上试探性的 的发展。一种新 的制造观——信息制造观 ， 正在孕 经 历整 个加 工 过 程 ，记 录该 过 程 中 系统 的状 态 变 育和发展之中。新的信息制造观的主要思想是 ， 制 化 ， 统计 、 处理并产生调度方案和性 能数据。因此 造过程的实质可看作是对制造过程 中各种信息资 仿真调度方法实际上是一种实验性和试探性 的方 源 的采 集 、 入 、 理 和加 工 处 理 的过 程 ， 终 形 法 ， 输 处 最 不会 出现 无解 的情 况 。 成的产品是信息 的物质表现。在新的信息制造观 可 以把仿真调度 系统的输入数据分为模型参 的指导下 。 本文结合企业个案的应用 ， 论述仿真技 数 、 控制参数和决策规则 三种 ， 其输出包括调度方 术在制造企业车间生产调度优化中的应用 。 案和性能参数。模型参数描述资源配置 、订单要
一
由于在竞争激烈 的市场环境 中，一个重要 的 规则 ；３ （１ 加权优先规则 ： 具有不 同权重的优先调度 调度环境是动态 的， 并且需要不断的完善 ， 本文将 规则 ， 调度方案是针对设备 、 操作 、 原材料的调度 离散事件 的仿真模型运用到动态调度当中 ，构建 的指令 序 列 。 个基于仿真的调度模块 ，主要 由两个子模块组 三 、 散 事 件 仿 真 的 基 本 方 法 离 成： 仿真机制和响应控制。仿真机制是针对零件群
一
和评价指标 ，衡量各种分派规则并选择出最合适 的一种分派规则 ；响应控制可以周期性地监视系
一种基于仿真的流程工业生产调度闭环优化方法
370
化 工 自 动 化 及 仪 表
第 38 卷
及能耗信息等 ） ， 再利用时空聚集 － 解聚的方法 并结合逻辑罐及装置侧线归并规则得到调度层以 及计划层的基础信息模型， 从而建立起石化企业 多层次工厂基础信息模型。各个层次时空粒度保 持差异， 且层次间通过时空映射方法来保持模型
间的一致性。 在炼厂多层次基础信息模型的基础上， 采用 基于仿真的优化方法和闭环优化机制， 结合炼厂 的生产经营业务流程， 建立如图 1 所示的石化企 业分层闭环调度优化框架。
第4 期
邬仲臻等． 一种基于仿真的流程工业生产调度闭环优化方法
369
一种基于仿真的流程工业生产调度闭环优化方法
邬仲臻 冯毅萍 王继帅 吴玉成 荣 冈
（ 浙江大学智能系统与控制研究所， 杭州 310027 ）
摘
要
针对流程工业实际调度过程中存在的调度执行滞后 、 装置不完全利用以及生产资源浪费等问 生产调度 TP273 多层次仿真 闭环优化 A 流程模拟 文章编号 10003932 （ 2011 ） 04036906
目标函数中最小化成本定义主要包括加工装 置加工负荷变化成本、 装置加工方案切换成本、 罐
第4 期
邬仲臻等． 一种基于仿真的流程工业生产调度闭环优化方法
371
与当前周期罐存变化量之和。 2． 2． 3 装置负荷及罐存上下限约束
unit： UnitCap u， tp _LB≤ UnitCap u， tp ≤ UnitCap u， tp _UP ltk： INV_LB（ ltk） ≤INV（ ltk） ≤INV_UP（ ltk） （ 7） （ 6）
［11 ］ ［10 ］
式（ 6 ） 与式 （ 7 ） 分别表示装置加工负荷的上 下限约束以及罐容上下限约束。 2． 2． 4 装置加工方案切换
一种车间调度优化方法、装置及车间设备布局[发明专利]
![一种车间调度优化方法、装置及车间设备布局[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/68526178ce84b9d528ea81c758f5f61fb736282f.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811250262.8(22)申请日 2018.10.25(71)申请人 山东大学地址 250061 山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人 王艳艳 胡金昌 马文凯 刘清敏 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司 37221代理人 杨哲(51)Int.Cl.G06Q 10/04(2012.01)G06Q 50/04(2012.01)(54)发明名称一种车间调度优化方法、装置及车间设备布局(57)摘要本发明公开了一种车间调度优化方法、装置及车间设备布局，针对考虑人机干涉现象的一个工人操作多台机器的问题，建立了多目标优化数学模型，求解不同工件的加工顺序，达到最小化机器空闲率和工人行走路径目标。
提出了改进型最长加工时间优先(ILPT)算法和带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA -II)解决该问题，与实际应用的规则相比，使用NSGA -II和ILPT均可降低机器空闲率以及降低工人行走路径。
NSGA -II算法可以得到多个Pareto最优解，适用对效果有更高要求或需要多个解决方案的场景；ILPT适用于对机器利用率要求高，实时性要求高的场景。
权利要求书2页 说明书12页 附图7页CN 109359774 A 2019.02.19C N 109359774A1.一种车间调度优化方法，其特征在于，该方法包括：(1)初始化参数，分别设置机器j允许操作的时间l j＝0，j＝1,2,…,N，工人的当前机器j1＝1，工人开始空闲的时间操作机器的顺序(2)若输出机器空闲率和工人行走路径H；否则进入下一步；其中，在一定时间τ内，通过优化工人操作机器的顺序，使所有机器的利用率最高，工人行走路径最短，每台机器加工工件的数量不做要求，π为满足的最大工件数，π个工件中最多N个工件加工完成时间为τ，P为所有机器已经加工时间，为第i个工件的开始上料时间；(3)计算各机器完成时间和工人到达该机器的时间差θj，j＝1,2,…N，其中，为机器j1到机器j的行走时间；若min{θj}>0，则j2等于令θj最小的机器号，j1＝j2，若min{θj}≤0，则j2等于θj≤0且p j最大的机器号，j1＝j2，其中，j2为下一个操作的机器，s j为机器j上下料所需时间，p j为加工时间；(4)求解操作机器顺序S＝S∪j2，计算工人行走路径计算所有机器已经加工的时间P，若若返回步骤(2)。
2023年仿真的炼钢车间生产调度优化技术研究论文方案模板
仿真实验与结果分析
大规模炼钢车间生产调度仿真实验在炼钢车间生产调度仿真实验中，我们使用了先进的仿真技术，结合实际生产数据和工艺流程，进行了大规模的仿真模拟。
实验结果表明，仿真模型能够准确地模拟炼钢车间生产过程，真实地反映出车间生产调度的运行情况。
通过对仿真实验数据的分析，我们发现在生产调度方面存在一些问题和优化空间。
此外，炼钢车间的生产调度优化技术还可以提高生产的稳定性和可靠性。通过研究和优化生产调度策略，可以降低生产过程中的风险和不确定性，保证产品质量和交货期的稳定性和可靠性。例如，可以通过模拟和优化生产过程中的关键环节和参数，预测和防范可能出现的问题，这有助于提前采取相应的调度措施，确保生产的稳定运行。
研究意义及目的
优化生产参数，提高炼钢效率与稳定性仿真参数调整：通过对仿真模型中的生产参数进行调整和优化，如温度、压力、流量等，进一步提高炼钢生产过程的效率和稳定性。
生产调度优化：仿真模型、资源限制与生产效率提升生产调度优化：基于仿真模型的生产过程分析和结果预测，结合实际生产需求和资源限制，优化生产调度方案，合理安排生产任务的顺序和时间，最大程度地提升车间生产效率和产出质量。
1. 炼钢车间生产调度优化技术的研究具有重要的实际意义。
2. 通过仿真技术，可以减少生产过程中的人为失误，提高生产效率，降低生产成本。
生产调度及优化方法
动态调度：在生产发生为预期事件，使实际进度和调度进 度表不符时，对原调度进行修改、调整，以维持生产性能 最优的任务。 统计报表
生产调度系统的功能
流水车间调度问题（Flow-Shop scheduling problem FSP） 一般可以描述为： • N个工件在m台机器上加工； • 一个工件分为k道工序，每道工序要求不同的机器加工。 • N个工件在m台机器上价格顺序相同，工件i在机器j上的 加工时间是给定的，设为Tij。
实时监督：通过数据采集系统（SCADA）、DSC系统， 将生产流程中各个控制变量、操作变量的实时测量值，生 产设备的状态等信息收集并存储。以供调度人员实时查看 和调度系统动态调度使用。
生产调度系统的功能
平衡协调：平衡协调好各项生产经营活动，保障生产过程 的连续平稳和经济性，有效地实现企业的目标。
生产计划与生产调度的区别和联系
生产调度系统的特点：
时间：它将长期生产计划分解为短期计划并执行，例如2 天、5天，这可以大大降低问题的复杂性； 任务：生产安排和资源分配——涉及到实际生产环境的 各种约束；
核心：生产装置的分配利用和物料平衡； 目标：以最少的消耗保质保量地完成生产计划；
生产计划与生产调度的区别和联系
生产计划与生产调度的区别和联系
生产调度（Production Scheduling）系统：在满 足装置设备和工艺要求的条件下，根据市场的需 求，合理的、最佳地安排与组织生产过程，以提 高过程系统的操作最优性，为企业带来现出的经 济效益。 内容包括：
• • • • 产品的生产批次数和每批的量； 使用的生产线； 产品的生产顺序和时间安排； 原料供应、水、电、气、汽、冷、人力等资源保障和 限制；
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一种车间生产调度仿真的优化方法
作者：梁吉霖
来源：《沿海企业与科技》2006年第12期
［摘要］文章以制造企业的生成调度为研究背景，提出了一种针对车间生成调度的离散型仿真方法。
通过讨论车间调度仿真的主要原理、方法和运用表现，给出了车间生成仿真调度的业务流程和实现方法，并在某企业中试用运行。
［关键字］仿真；算法优化；生成调度；离散型
［作者简介］梁吉霖，广东工业大学计算机学院助教，研究方向：软件工程，算法设计，广东广州，510090
［中图分类号］ TH18［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-7723（2006）12-0091-03vv
引言
最近十几年来，随着CIMS等先进制造系统的研究和应用的需要，进一步推动了制造系统技术的发展。
一种新的制造观——信息制造观，正在孕育和发展之中。
新的信息制造观的主要思想是，制造过程的实质可看作是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、处理和加工处理的过程，最终形成的产品是信息的物质表现。
在新的信息制造观的指导下，本文结合企业个案的应用，论述仿真技术在制造企业车间生产调度优化中的应用。
一、车间生产的仿真调度
制造系统的生产调度问题是在制造资源、加工工艺等约束条件下，寻求一组控制和决策变量，使得某个目标达到或接近最优。
数学规划方法用一组等式或者不等式表示这种约束关系，通过推导和计算确定使目标函数最优的决策变量值，具有很好的优化效果。
但当调度问题比较复杂时，数学模型可能非常复杂，计算量大，也可能出现无解的情况。
这时候，仿真调度是一个不错的并且较为实用的解决方案。
由于在竞争激烈的市场环境中，一个重要的调度环境是动态的，并且需要不断的完善，本文将离散事件的仿真模型运用到动态调度当中，构建一个基于仿真的调度模块，主要由两个子模块组成：仿真机制和响应控制。
仿真机制是针对零件群和评价指标，衡量各种分派规则并选择出最合适的一种分派规则；响应控制可以周期性地监视系统的运行状态，并决定新的仿真开始的时刻。
仿真调度模块在数据仓库的基础上，结合联机分析处理，进行车间生产优化调度。
二、仿真调度的原理
仿真调度的基本原理是建立仿真调度模型，在仿真调度决策规则的引导下，在模型上试探性的经历整个加工过程，记录该过程中系统的状态变化，统计、处理并产生调度方案和性能数据。
因此仿真调度方法实际上是一种实验性和试探性的方法，不会出现无解的情况。
可以把仿真调度系统的输入数据分为模型参数、控制参数和决策规则三种，其输出包括调度方案和性能参数。
模型参数描述资源配置、订单要求、加工计划等信息，用于确定仿真调度模型。
控制参数包括订单的开始加工时间、批量等，对调度有很大影响。
规则是仿真决策的依据，例如排序规则和资源选择规则等，对调度有指导作用，使仿真向有利于调度目标的方向运行，在一定程度上具有优化效果。
本文研究的仿真调度采用以下几种排序调度规则类型：（1)简单优先规则，例如：先进先出、最短加工时间、最早到期日、最少作业数、下一队列工作量、剩余松弛时间等；（2)组合优先规则：通过对以上几个简单优先规则的组合来进行调度的优先规则；（3)加权优先规则：具有不同权重的优先调度规则，调度方案是针对设备、操作、原材料的调度的指令序列。
三、离散事件仿真的基本方法
1.仿真的三种方法
离散事件系统仿真中仿真进程的推进方法是十分重要的。
应用任何一种方法都应考虑如何选择下一事件，以便执行相应的程序模块来修改系统状态，进行各种统计计算。
根据处理的方法不同，可将离散事件仿真分成三类。
（1）事件调度法：这种方法有一个时间控制程序。
从事件表中选择具有最早发生时间的事件，并将仿真钟修改到该事件发生的时间，再调用与该事件相对应的处理模块，该事件处理完后返回时间控制程序。
（2）活动扫描法：在这类仿真中，系统由部件组成，而部件包含着活动，活动是否发生取决于规定的事件是否满足，因而有一个专门模块来确定激活条件。
若条件满足，则激活相应部件的活动模块。
（3）进程交互法：这种仿真方法的特点是采用两张事件表，即当前事件表与将来事件表。
它首先按一定分布产生到达实体并置于将来事件表中，实体进入排队等待；然后对当前事件表进行活动扫描，判断各种条件是否满足；再将满足条件的活动进行处理，仿真钟推进到服务结束并将该实体从系统中清除；最后把将来事件表中是当前事件的实体移到当前事件表中。
2.仿真方法在调度中的作用
仿真方法在调度中的作用表现在三个方面：
（1）调度方案的验证、评价和选择。
这是仿真在调度方面最早的应用。
制造系统的调度问题具有NP－hard特性，为了减少计算量，基于优化方法的调度通常要对实际系统进行较多的简化，这就需要对模型的正确性和调度的合理性进行检验。
（2）确定控制及决策规则。
生产过程是复杂过程，经常面临决策和选择，比如，当多个工序竞争同一设备时，如何选择工序；当多台设备都可以进行某个工序时，如何选择设备：当工件的工序可以互换时，如何确定下一道工序。
针对不同的决策和选择，采用不同的规则及组合，会得到不同的生产效果。
采用仿真方法作为辅助工具，对特定的系统和问题建立仿真模型，规则作为变量，通过仿真、分析和比较，确定有利于调度目标的控制和决策规则。
（3）仿真直接用于调度。
这是最近几年仿真技术的最新的应用。
对于生产调度方法的五个特征，离散事件仿真技术都能够满足，具有直接用于调度的潜力。
3.车间生产仿真调度业务流程
本文研究的仿真调度的流程如图1所示。
（1）通过调度接口从AMS数据库中获取所需的零件信息，包括零件加工路线、工艺顺序及工序时间等；
（2）控制层中获取有关AMS的车间状态信息；
（3）将上述零件信息和车间状态信息发送给CTPN仿真器；
（4）运行CTPN仿真程序，根据给定的调度准则从分派规则库中选择适当的分派规则来解决CTPN中的冲突，并根据仿真结果选择最佳的规则或规则组合；
（5）将上述最佳的规则或规则组合发送给调度方案生成器以生成最终的调度结果；
（6）将调度结果通过调度接口发送到控制层。
上述步骤是调度机的正常工作过程，当AMS系统发生扰动时（如设备故障、急件加入等），调度机必须具有再调度的能力。
再调度的工作流程如下：
（1）控制层基于CTPN的分派器中获得当前的CTPN标记信息；
（2）上述标记信息发送给CTPN仿真器，并作为CTPN仿真器的初始状态；
（3）重新运行CTPN仿真程序，并将再调度结果发送给控制层的分派器。
四、结语
本文针对离散型企业敏捷化生产的仿真调度作为研究和开发对象。
融入仿真控制调度方法，对动态生产车间仿真调度进行了系统的研究。
完成了生产车间调度法的设计和性能仿真。
最后成功地编制出具有一定实用价值的生产车间调度软件，并采集了工厂数据进行试运行。
［参考文献］
［1］胡峰,孙国基,卫军胡.动态系统计算机仿真技术综述［J］.计算机仿真,2000,（17）.
［2］屠仁寿,李伯虎,王正中.当前仿真方法学发展中的若干问题［J］.系统仿真学报,1998,（2）.
［3］顾启泰.离散事件系统建模与仿真［M］.北京:清华大学出版社,1999．。