钢铁生产调度及其人工蜂群算法研究
出版时间:
2017-11
版次:
31
ISBN:
9787030551467
定价:
80.00
装帧:
平装
开本:
16开
页数:
196页
字数:
240千字
正文语种:
简体中文
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钢铁行业是我国国民经济的重要支柱产业，高效的优化方法对于钢铁企业生产调度有着重要的现实意义。混合流水车间调度问题是钢铁生产过程中的一种典型调度问题。《钢铁生产调度及其人工蜂群算法研究》针对炼铁、炼钢连铸、热轧等生产环节的混合流水车间调度问题，分别建立了混合整数规划模型，研究了问题的先验知识和结构特性，探索了人工蜂群优化解决调度问题的关键理论与技术，提出了一系列具有创新性的优化调度理论，并设计了多种高效的调度方法。《钢铁生产调度及其人工蜂群算法研究》是作者近几年在多项国家和省部级科研项目资助下取得的一系列研究成果的结晶。 目录
《智能科学技术著作丛书》序
前言
第1章 基本知识 1
1.1 混合流水车间调度问题 1
1.1.1 HFS问题建模 2
1.1.2 HFS问题复杂性分析 4
1.1.3 关键路径 4
1.2 优化算法 6
1.2.1 基本人工蜂群算法 6
1.2.2 迭代贪心算法的研究 9
1.2.3 禁忌搜索算法的研究 10
1.2.4 现有方法中存在的问题 12
参考文献 13
第2章 经典混合流水车间调度优化方法 22
2.1 HFS问题研究现状 22
2.1.1 经典HFS问题研究现状 22
2.1.2 多约束HFS问题研究 23
2.2 经典HFS问题算法研究 24
2.2.1 问题编码 24
2.2.2 初始解集的建立 25
2.2.3 邻域结构 25
2.2.4 局部搜索策略 26
2.2.5 雇佣蜂策略 26
2.2.6 跟随蜂策略 26
2.2.7 侦查蜂策略 27
2.2.8 结合人工蜂群和迭代贪心的混合离散算法 27
2.3 实验分析 28
2.3.1 实验设置 28
2.3.2 同型并行机实验结果分析 28
2.3.3 异构并行机实验结果分析 33
2.4 本章小结 33
参考文献 34
第3章 铁水运输调度优化方法 39
3.1 带动态工序跳跃约束的铁水运输调度问题的研究现状 40
3.2 铁水运输调度HFS问题描述 41
3.3 铁水运输调度HFS问题建模 42
3.3.1 问题特征 42
3.3.2 变量和下标 43
3.3.3 数学模型 44
3.3.4 铁水运输调度问题实例 44
3.4 铁水运输调度HFS问题算法研究 46
3.4.1 动态编码策略 46
3.4.2 柔性解码策略 48
3.4.3 右移策略 49
3.4.4 邻域结构 52
3.4.5 强化局部搜索策略 53
3.4.6 算法框架 53
3.4.7 DABC算法收敛性分析 54
3.5 实验比较与分析 55
3.5.1 实验设置 55
3.5.2 实验算例 55
3.5.3 实验参数 56
3.5.4 动态编码策略的有效性 56
3.5.5 解码策略的有效性 58
3.5.6 右移策略的有效性 59
3.5.7 跳跃邻域结构的有效性 59
3.5.8 与现有算法的比较 60
3.6 本章小结 64
参考文献 64
第4章 炼钢-连铸调度优化方法 68
4.1 带设备维修约束的炼钢-连铸HFS问题的研究现状 68
4.2 炼钢-连铸HFS问题描述 69
4.3 炼钢-连铸中HFS问题建模 70
4.3.1 问题假设 70
4.3.2 变量和下标 71
4.3.3 数学模型 72
4.4 炼钢-连铸中HFS问题的算法研究 73
4.4.1 问题编码 73
4.4.2 考虑设备维修时间约束的解码策略 74
4.4.3 邻域结构 78
4.4.4 自适应邻域选择机制 79
4.4.5 解集初始化 80
4.4.6 雇佣蜂策略 80
4.4.7 侦查蜂策略 80
4.4.8 全局搜索过程 80
4.4.9 算法框架 81
4.4.10 算法收敛性分析 81
4.5 实验比较与分析 82
4.5.1 实验设置 82
4.5.2 实验算例 82
4.5.3 实验参数 83
4.5.4 不考虑设备维修约束实验分析 84
4.5.5 带设备维修约束实验分析 88
4.6 本章小结 90
参考文献 90
第5章 热轧调度优化方法 92
5.1 有限缓冲区热轧调度问题的研究现状 92
5.2 有限缓冲区约束HFS问题描述 93
5.3 有限缓冲区约束的混合算法研究 94
5.3.1 基于TS的自适应邻域结构 94
5.3.2 基于TS的局部搜索策略 95
5.3.3 编码 97
5.3.4 考虑有限缓冲区约束的解码策略 98
5.3.5 雇佣蜂策略 100
5.3.6 跟随蜂策略 101
5.3.7 侦查蜂策略 101
5.3.8 算法框架 101
5.3.9 算法收敛性分析 101
5.4 实验分析 102
5.4.1 实验设置 102
5.4.2 实验算例 102
5.4.3 实验参数 103
5.4.4 自适应邻域结构性能分析 104
5.4.5 与其他算法对比分析 106
5.5 本章小结 111
参考文献 112
第6章 炼钢-连铸重调度优化方法 115
6.1 炼钢-连铸重调度问题的研究现状 115
6.2 炼钢-连铸重调度问题建模 116
6.2.1 问题特征 116
6.2.2 变量与下标 117
6.2.3 数学模型 118
6.3 炼钢-连铸重调度问题复杂度分析 119
6.4 炼钢-连铸重调度问题相关策略 120
6.4.1 启发式规则 120
6.4.2 工件分组 120
6.4.3 加工时间延迟策略 121
6.4.4 断浇消除策略 122
6.4.5 右移策略 124
6.5 炼钢-连铸重调度算法研究 126
6.5.1 编码策略 126
6.5.2 解码策略 127
6.5.3 邻域结构 129
6.5.4 解集初始化 130
6.5.5 算法流程 130
6.5.6 基于IG的局部搜索过程 132
6.5.7 算法收敛性分析 132
6.6 实验分析 132
6.6.1 实验设置 132
6.6.2 实验算例 133
6.6.3 实验参数 134
6.6.4 启发式规则的有效性 135
6.6.5 邻域结构的有效性 136
6.6.6 基于IG的局部搜索过程的有效性 139
6.6.7 与GA和TS的比较 140
6.6.8 与其他算法的比较 143
6.7 本章小结 146
参考文献 147
第7章 工业应用实例分析 150
7.1 铁水运输HFS问题实例分析 150
7.2 炼钢-连铸HFS问题实例分析 156
7.3 热轧过程HFS问题实例分析 160
7.4 炼钢-连铸重调度实例分析 162
参考文献 167
结束语 168
附录 机组标准测试实例数据 171
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内容简介:
钢铁行业是我国国民经济的重要支柱产业，高效的优化方法对于钢铁企业生产调度有着重要的现实意义。混合流水车间调度问题是钢铁生产过程中的一种典型调度问题。《钢铁生产调度及其人工蜂群算法研究》针对炼铁、炼钢连铸、热轧等生产环节的混合流水车间调度问题，分别建立了混合整数规划模型，研究了问题的先验知识和结构特性，探索了人工蜂群优化解决调度问题的关键理论与技术，提出了一系列具有创新性的优化调度理论，并设计了多种高效的调度方法。《钢铁生产调度及其人工蜂群算法研究》是作者近几年在多项国家和省部级科研项目资助下取得的一系列研究成果的结晶。
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目录:
目录
《智能科学技术著作丛书》序
前言
第1章 基本知识 1
1.1 混合流水车间调度问题 1
1.1.1 HFS问题建模 2
1.1.2 HFS问题复杂性分析 4
1.1.3 关键路径 4
1.2 优化算法 6
1.2.1 基本人工蜂群算法 6
1.2.2 迭代贪心算法的研究 9
1.2.3 禁忌搜索算法的研究 10
1.2.4 现有方法中存在的问题 12
参考文献 13
第2章 经典混合流水车间调度优化方法 22
2.1 HFS问题研究现状 22
2.1.1 经典HFS问题研究现状 22
2.1.2 多约束HFS问题研究 23
2.2 经典HFS问题算法研究 24
2.2.1 问题编码 24
2.2.2 初始解集的建立 25
2.2.3 邻域结构 25
2.2.4 局部搜索策略 26
2.2.5 雇佣蜂策略 26
2.2.6 跟随蜂策略 26
2.2.7 侦查蜂策略 27
2.2.8 结合人工蜂群和迭代贪心的混合离散算法 27
2.3 实验分析 28
2.3.1 实验设置 28
2.3.2 同型并行机实验结果分析 28
2.3.3 异构并行机实验结果分析 33
2.4 本章小结 33
参考文献 34
第3章 铁水运输调度优化方法 39
3.1 带动态工序跳跃约束的铁水运输调度问题的研究现状 40
3.2 铁水运输调度HFS问题描述 41
3.3 铁水运输调度HFS问题建模 42
3.3.1 问题特征 42
3.3.2 变量和下标 43
3.3.3 数学模型 44
3.3.4 铁水运输调度问题实例 44
3.4 铁水运输调度HFS问题算法研究 46
3.4.1 动态编码策略 46
3.4.2 柔性解码策略 48
3.4.3 右移策略 49
3.4.4 邻域结构 52
3.4.5 强化局部搜索策略 53
3.4.6 算法框架 53
3.4.7 DABC算法收敛性分析 54
3.5 实验比较与分析 55
3.5.1 实验设置 55
3.5.2 实验算例 55
3.5.3 实验参数 56
3.5.4 动态编码策略的有效性 56
3.5.5 解码策略的有效性 58
3.5.6 右移策略的有效性 59
3.5.7 跳跃邻域结构的有效性 59
3.5.8 与现有算法的比较 60
3.6 本章小结 64
参考文献 64
第4章 炼钢-连铸调度优化方法 68
4.1 带设备维修约束的炼钢-连铸HFS问题的研究现状 68
4.2 炼钢-连铸HFS问题描述 69
4.3 炼钢-连铸中HFS问题建模 70
4.3.1 问题假设 70
4.3.2 变量和下标 71
4.3.3 数学模型 72
4.4 炼钢-连铸中HFS问题的算法研究 73
4.4.1 问题编码 73
4.4.2 考虑设备维修时间约束的解码策略 74
4.4.3 邻域结构 78
4.4.4 自适应邻域选择机制 79
4.4.5 解集初始化 80
4.4.6 雇佣蜂策略 80
4.4.7 侦查蜂策略 80
4.4.8 全局搜索过程 80
4.4.9 算法框架 81
4.4.10 算法收敛性分析 81
4.5 实验比较与分析 82
4.5.1 实验设置 82
4.5.2 实验算例 82
4.5.3 实验参数 83
4.5.4 不考虑设备维修约束实验分析 84
4.5.5 带设备维修约束实验分析 88
4.6 本章小结 90
参考文献 90
第5章 热轧调度优化方法 92
5.1 有限缓冲区热轧调度问题的研究现状 92
5.2 有限缓冲区约束HFS问题描述 93
5.3 有限缓冲区约束的混合算法研究 94
5.3.1 基于TS的自适应邻域结构 94
5.3.2 基于TS的局部搜索策略 95
5.3.3 编码 97
5.3.4 考虑有限缓冲区约束的解码策略 98
5.3.5 雇佣蜂策略 100
5.3.6 跟随蜂策略 101
5.3.7 侦查蜂策略 101
5.3.8 算法框架 101
5.3.9 算法收敛性分析 101
5.4 实验分析 102
5.4.1 实验设置 102
5.4.2 实验算例 102
5.4.3 实验参数 103
5.4.4 自适应邻域结构性能分析 104
5.4.5 与其他算法对比分析 106
5.5 本章小结 111
参考文献 112
第6章 炼钢-连铸重调度优化方法 115
6.1 炼钢-连铸重调度问题的研究现状 115
6.2 炼钢-连铸重调度问题建模 116
6.2.1 问题特征 116
6.2.2 变量与下标 117
6.2.3 数学模型 118
6.3 炼钢-连铸重调度问题复杂度分析 119
6.4 炼钢-连铸重调度问题相关策略 120
6.4.1 启发式规则 120
6.4.2 工件分组 120
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6.4.4 断浇消除策略 122
6.4.5 右移策略 124
6.5 炼钢-连铸重调度算法研究 126
6.5.1 编码策略 126
6.5.2 解码策略 127
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6.5.4 解集初始化 130
6.5.5 算法流程 130
6.5.6 基于IG的局部搜索过程 132
6.5.7 算法收敛性分析 132
6.6 实验分析 132
6.6.1 实验设置 132
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6.6.3 实验参数 134
6.6.4 启发式规则的有效性 135
6.6.5 邻域结构的有效性 136
6.6.6 基于IG的局部搜索过程的有效性 139
6.6.7 与GA和TS的比较 140
6.6.8 与其他算法的比较 143
6.7 本章小结 146
参考文献 147
第7章 工业应用实例分析 150
7.1 铁水运输HFS问题实例分析 150
7.2 炼钢-连铸HFS问题实例分析 156
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