《物流优化与控制》ppt课件

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1、物流优化与控制报告提纲研究背景建模与优化方法流程工业生产与物流调度技术一些前沿研究课题几个应用案例及成果资助情况：教育部长江学者奖励计划1项国家杰出青年科学基金1项国家863计划研究课题2项研究方向:流程工业生产与物流调度(该研究涉及以下主持的国家级项目的研究成果)一、研究背景围绕钢铁生产与物流调度的理论、方法与技术的前沿课题进行研究一、研究背景对于钢铁工业，科学地确定和执行生产与物流调度才能保证产品质量，缩短生产周期，降低物耗和能耗，减少在制品库存，降低生产成本。研究意义企业竞争力降低成本快速响应市场减少能源和资源消耗理论与技术支

2、持理论：先进的生产与物流调度理论技术：建模与优化技术手段信息化带动工业化科学定量决策企业优化运行宏观环境的要求信息技术计算机网络全球经济一体化一、研究背景特点：兼有连续和离散生产特性，能源和资源消耗大，高温运作，单体设备大连铸炼钢热轧精炼板坯库加热炉高炉炼铁炼钢精整线冷轧我国流程工业的年产值占全国企业年总产值的66%，是国民经济的支柱产业（中国钢产量自1996年已连续9年世界第一），与国际先进流程工业相比，生产周期长，资源和能源消耗大（能耗比发达国家高15%-20%），生产成本高。一、研究背景钢铁生产调度模型特点大规模复杂约束多目标

3、动态与实时环境常规的建模和优化方法难以直接运用，人工调度方法又难以实现资源优化配置。购买国外的软件不但昂贵，而且难以掌握核心技术，迫切需要研究具有自主知识产权的钢铁生产与物流调度理论与技术。钢铁生产管理特点产品breakdown类型工件以批方式生产混合流水车间温度能损要求零件部件整机炼铁炼钢轧钢钢铁产品结构机械产品结构钢铁生产与物流调度技术优化理论与方法钢铁工业共性关键技术提炼新的典型问题揭示现象并阐述原理基于最优化和计算智能的新方法方法研究理论研究应用验证前瞻性先进性实用性研究思路钢铁生产与物流调度决策支持系统基本生产与物流调度理

4、论钢铁企业案例创新性技术研究二、建模与优化方法大多数的组合优化问题都是NP-难问题。例如20个城市的TSP问题，其可能的排序为20!种，即使计算机1s处理1亿个排序，穷举所有排序需几百年。钢铁工业中的生产计划、生产和物流调度多数都是带有复杂约束的组合最优化问题，因此都是属于强NP-难。123……19201优化理论与方法二、建模与优化方法研究意义1优化理论与方法二、建模与优化方法基于最优化的算法二、建模与优化方法1优化理论与方法拉格朗日松弛列生成Benders分解智能优化算法基于邻域的智能优化算法二、建模与优化方法1优化理论与方法基于

5、邻域的智能优化算法算法结构，即算法的框架，决定算法在整个解空间的搜索的方向和轨迹。邻域N(x)为搜索空间R中在某种可度量意义下靠近解x的所有解的集合，决定了邻解的产生方式。算法搜索策略，是实现算法结构时所依赖的具体步骤，如禁忌策略、kick策略等。二、建模与优化方法1优化理论与方法1优化理论与方法1.1基于最优化的算法从拉格朗日松弛算法的结构和影响算法性能的要素出发，分别从三个方面对它进行了改进研究：分解策略、对偶问题求解和子问题求解。提出一种基于批分解的拉格朗日松弛算法，使得松弛问题分解后的每个子问题对应一个批，即形成批级子问题。

6、提出一种基于阶段分解的拉格朗日松弛算法，使松弛问题分解成每个对应一个阶段的多个子问题。提出基于次梯度和bundle法的混合策略的拉格朗日松弛算法。提出基于代理次梯度法的拉格朗日松弛算法。提出基于双向动态规划的拉格朗日松弛算法，使得它能处理工件有多个紧前或紧后工件的情况。二、建模与优化方法1优化理论与方法1.2基于计算智能的优化方法研究研究从大规模邻域、邻域搜索方法、算法搜索策略、混合搜索策略出发，对智能优化算法的改进进行了如下研究工作：为了使遗传算法能够求解带有复杂约束的组合最优化问题，提出了多种新的遗传编码，使其在可行域内迭代，引

7、进过滤和培育机制改进遗传算法性能；提出了基于种子交叉模式的改进遗传算法和遗传下降算法，能够有效地解决钢铁调度等多类优化问题。基于自适应环交换和VLSN等邻域结构的新的智能优化算法。提出融合迭代局部搜索算法和序优化(OO)的混合算法。为了加强ILS算法在解空间中搜索的分散性，将分散搜索算法的组合机制引入到ILS算法中。二、建模与优化方法1优化理论与方法1.3基于约束满意问题的搜索算法研究将约束传播技术、分支定界优化技术、GENET网络技术进行不同的结合，从而改进了约束满意问题的搜索算法性能。提出了CPT&BAB的混合策略，降低搜索空间

8、，提高传播效率。针对单件车间调度问题，提出并实现了该问题模型的弧一致约束传播优化算法。设计了三种动态加强约束满意技术与方法，嵌入搜索过程，提高了求解效率。基于GENET和约束惩罚混合策略将单件车间实时调度问题表示成约束满足问题。设计并