變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃約束下離散制造系統(tǒng)動(dòng)態(tài)維護(hù)調(diào)度研究

本項(xiàng)目以串并混合型離散制造系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要開(kāi)展了變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃約束下系統(tǒng)整體預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度研究。首先，通過(guò)分析離散制造系統(tǒng)系統(tǒng)層維護(hù)調(diào)度的參數(shù)構(gòu)成、基本輸入和狀態(tài)轉(zhuǎn)移等需求，研究建立了基于役齡遞減和故障率遞增的設(shè)備層混合式修復(fù)非新規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層的維護(hù)調(diào)度建模。然后，基于組成本理論和動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法，分析了變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃對(duì)組成本及動(dòng)態(tài)調(diào)度過(guò)程的約束機(jī)制，建立了機(jī)會(huì)維護(hù)下離散制造系統(tǒng)整體的動(dòng)態(tài)維護(hù)調(diào)度策略。之后，結(jié)合設(shè)備層的維護(hù)調(diào)度模型，研究了不同配置型式下設(shè)備提前或延期維護(hù)的節(jié)余成本的計(jì)算方法，完成了系統(tǒng)層維護(hù)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)層維護(hù)調(diào)度策略的分階段的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。最后，分別以八設(shè)備串行離散制造系統(tǒng)和三階段四設(shè)備串并混合型離散制造系統(tǒng)為仿真測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)仿真分析展示了本研究維護(hù)調(diào)度策略的具體決策過(guò)程，同時(shí)通過(guò)與其他兩種維護(hù)調(diào)度策略，即所有作業(yè)區(qū)間設(shè)備都提前維護(hù)的策略和所有作業(yè)區(qū)間設(shè)備都延期維護(hù)的策略進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了本研究維護(hù)調(diào)度策略和優(yōu)化模型的有效性。 本研究的動(dòng)態(tài)維護(hù)調(diào)度理論融入了變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃約束，不僅對(duì)提高離散制造系統(tǒng)的維護(hù)調(diào)度水平具有現(xiàn)實(shí)意義，而且促進(jìn)了維護(hù)調(diào)度和作業(yè)調(diào)度兩個(gè)研究領(lǐng)域的交叉與耦合。在本項(xiàng)目預(yù)定研究計(jì)劃的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組還進(jìn)行了拓展研究，開(kāi)展了多種維護(hù)技術(shù)下的多設(shè)備離散制造系統(tǒng)的維護(hù)調(diào)度研究以及考慮產(chǎn)線(xiàn)緩沖區(qū)條件下的多設(shè)備系統(tǒng)的維護(hù)調(diào)度研究，并取得了一系列的研究成果。 通過(guò)項(xiàng)目組研究成員3年來(lái)的共同努力，項(xiàng)目組最終完成了項(xiàng)目研究報(bào)告一份，發(fā)表和錄用期刊論文16篇，其中SCI/EI論文12篇，包括《Reliability Engineering and System Saftety》、《European Journal of Operational Research》、《Computers and Industry Engineering》等國(guó)際知名SCI期刊論文3篇。此外，執(zhí)行期間項(xiàng)目組還組織或參與了制造系統(tǒng)維護(hù)相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議2次，培養(yǎng)博碩士生6名。 2100433B

以串并混合型離散制造系統(tǒng)為研究對(duì)象，開(kāi)展變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃約束下系統(tǒng)整體預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度研究。首先，通過(guò)分析系統(tǒng)層維護(hù)調(diào)度的參數(shù)構(gòu)成、基本輸入和狀態(tài)轉(zhuǎn)移等需求，研究建立基于役齡遞減和故障率遞增的混合式修復(fù)非新規(guī)則，實(shí)現(xiàn)設(shè)備層的維護(hù)調(diào)度建模。然后，基于組成本理論和動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法，分析變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃對(duì)組成本及動(dòng)態(tài)調(diào)度過(guò)程的約束機(jī)制，建立機(jī)會(huì)維護(hù)下系統(tǒng)整體的動(dòng)態(tài)維護(hù)調(diào)度策略。之后，結(jié)合設(shè)備層的維護(hù)調(diào)度模型，研究不同配置下設(shè)備提前或延期維護(hù)的節(jié)余成本的計(jì)算方法，完成系統(tǒng)層維護(hù)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層維護(hù)調(diào)度策略的分階段的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。最后，以三階段四設(shè)備組成的離散機(jī)械制造系統(tǒng)為測(cè)試床，通過(guò)仿真運(yùn)行和對(duì)比分析，驗(yàn)證本研究維護(hù)調(diào)度策略和優(yōu)化模型的有效性。本研究的動(dòng)態(tài)維護(hù)調(diào)度理論融入變動(dòng)作業(yè)計(jì)劃約束，不僅對(duì)提高離散制造系統(tǒng)的維護(hù)調(diào)度水平具有現(xiàn)實(shí)意義，而且將促進(jìn)維護(hù)調(diào)度和作業(yè)調(diào)度兩個(gè)研究領(lǐng)域的交叉與耦合。

未來(lái)數(shù)小時(shí)、一日、一周或數(shù)周的發(fā)電計(jì)劃。

（1）火電調(diào)度計(jì)劃?；痣姴糠种饡r(shí)段的經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃，在滿(mǎn)足系統(tǒng)負(fù)荷和安全約束條件下使發(fā)電費(fèi)用降至最低，為了核電廠運(yùn)行的安全與經(jīng)濟(jì)，多使其帶基本負(fù)荷并盡量減少其出力波動(dòng)。

（2）機(jī)組經(jīng)濟(jì)組合。確定某一周期舊或周)內(nèi)各時(shí)段機(jī)組起停計(jì)劃，在滿(mǎn)足負(fù)荷、備用、機(jī)組、系統(tǒng)和環(huán)境等約束條件下。使整個(gè)周期發(fā)電和起動(dòng)費(fèi)用（或成本）降至最低。

（3）水火電調(diào)度計(jì)劃。在水火電聯(lián)合系統(tǒng)中。對(duì)某周期中各時(shí)段進(jìn)行負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配，除滿(mǎn)足負(fù)荷及其他限制條件外，還要滿(mǎn)足各水電站發(fā)電用水條件，使整個(gè)周期內(nèi)系統(tǒng)總發(fā)電費(fèi)用（或成本）降至最低。根據(jù)系統(tǒng)情況可分為定水頭、變水頭、梯級(jí)和抽水蓄能等類(lèi)型的水電站的調(diào)度。純水電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度目標(biāo)為:發(fā)電用水量最少、棄水最最少、售電價(jià)值最高或購(gòu)電費(fèi)用最少等。

（4）燃料約束調(diào)度。在發(fā)電調(diào)度計(jì)劃中考慮某些發(fā)電廠在調(diào)度周期內(nèi)(日或周)消耗規(guī)定的燃料量或發(fā)出規(guī)定的電量。

（5）交換功率計(jì)劃。確定某一周期內(nèi)各時(shí)段與其他系統(tǒng)(或公司)交換電能計(jì)劃.滿(mǎn)足某些約束(如功率或電量限制)條件下獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。

可中斷批處理多服務(wù)器系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題是一個(gè)具有共性和普遍意義的復(fù)雜系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題，可覆蓋多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。在分析研究該系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)雜行為特征的基礎(chǔ)上，利用Petri網(wǎng)建模方法描述系統(tǒng)輸入（隨機(jī)服務(wù)請(qǐng)求）與響應(yīng)（服務(wù)器對(duì)服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行處理）之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系及其對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響。針對(duì)可中斷批處理多服務(wù)器系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題提出基于MAS技術(shù)的調(diào)度解決方案總體結(jié)構(gòu)，研究代理協(xié)商機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)，將集成RBR與CBR技術(shù)的智能調(diào)度算法嵌入到各代理的協(xié)商、決策過(guò)程，提出全局優(yōu)化算法解決因代理自主性造成的局部?jī)?yōu)化問(wèn)題，并將以上方法集成，形成具有原創(chuàng)性的基于MAS技術(shù)的分布式動(dòng)態(tài)調(diào)度全局優(yōu)化算法。本項(xiàng)目取得的研究成果適用于解決具有批處理設(shè)備的制造系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題、物流派送及智能交通領(lǐng)域的車(chē)輛路徑問(wèn)題、電梯群控調(diào)度問(wèn)題等，具有非常重要的理論研究意義與實(shí)用價(jià)值，以及廣闊的應(yīng)用前景。