制造过程智能优化调度算法及其应用

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出版者:
作者:刘民,吴澄
出品人:
页数:334
译者:
出版时间:2008-3
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787118056099
丛书系列:
图书标签:
  • 智能调度
  • 制造系统
  • 优化算法
  • 生产计划
  • 工业互联网
  • 人工智能
  • 车间调度
  • 柔性制造
  • 大数据分析
  • 智能制造
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具体描述

《制造过程智能优化调度算法及其应用》是关于制造过程智能优化调度算法的一本专著,是在作者多年来对制造过程智能优化调度理论与算法的研究、教学和工程实践的基础上撰写的。《制造过程智能优化调度算法及其应用》首先对制造过程调度问题进行了描述和分类,然后总结了面向制造过程调度问题的遗传算法和禁忌搜索算法的设计方法。在此基础上,以作者近年来在该领域的研究成果为主,系统论述了求解不同调度目标和不同约束条件的并行机、Flow Shop和Job Shop等制造过程调度问题的进化计算和禁忌搜索等算法。《制造过程智能优化调度算法及其应用》最后介绍了制造过程智能优化调度系统及其实施方法,并阐述了应用智能优化调度算法解决实际制造过程调度问题的一些基本思路。《制造过程智能优化调度算法及其应用》可作为高等院校、科研院所和制造企业中从事国防和民用工业相关领域科学研究和工程应用的科技人员的参考书,也可作为高等院校和科研院所自动化、计算机、机械工程、应用数学、工业工程和管理工程等相关专业的博士生、硕士生及高年级本科生的教材及参考书。

本书深入探讨了制造过程智能优化调度算法的原理、设计与实践,旨在为读者提供一套系统性的方法论,以应对复杂多变的生产制造环境。 第一部分 理论基础与模型构建 本部分从制造过程的本质出发,梳理了传统调度方法面临的挑战,如灵活性不足、效率瓶颈以及对不确定性因素的脆弱性。在此基础上,本书引入了智能优化调度的前沿概念,包括其核心思想——通过智能化手段提升生产计划的自适应性和鲁棒性。 章节内容将涵盖: 制造过程的特性分析: 详细剖析生产线布局、工艺流程、资源约束(如设备能力、人员技能、物料库存)等关键要素,为后续的模型构建奠定基础。 调度问题的数学建模: 介绍如何将生产调度问题转化为可求解的数学模型,如混合整数规划(MIP)、约束规划(CP)等,并探讨不同模型在应对复杂约束时的优劣。 智能优化算法基础: 详尽介绍各类适用于调度优化的智能算法,包括但不限于: 启发式算法: 如遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)、蚁群优化(ACO),重点阐述其工作原理、参数设置以及在制造调度中的应用变种。 元启发式算法: 如模拟退火(SA)、禁忌搜索(TS),分析其跳出局部最优的能力和收敛特性。 机器学习在调度中的应用: 探讨如何利用监督学习、强化学习等技术,从历史生产数据中学习调度策略,实现预测性调度和自适应调整。 不确定性建模与处理: 针对生产过程中常见的随机性(如设备故障、交货期变化、订单插队),介绍鲁棒优化、随机规划、模糊逻辑等处理不确定性因素的先进方法,并构建相应的模型。 第二部分 核心智能调度算法详解 本部分将聚焦于一系列核心的智能优化调度算法,从算法的设计思路、关键技术到具体实现细节进行深入剖析。 章节内容将涵盖: 基于进化算法的优化调度: 多目标遗传算法在生产调度中的应用: 解决在效率、成本、交货期等多个目标权衡下的优化问题。 混合遗传算法与局部搜索: 结合遗传算法的全局搜索能力和局部搜索算法的精确性,提高解的质量。 基于群体智能的调度优化: 改进的粒子群优化算法: 针对制造调度问题的特点,设计更适合的粒子编码方式和速度、位置更新策略。 多智能体协同调度: 将不同生产单元或设备抽象为智能体,通过多智能体协同合作,实现全局最优调度。 基于机器学习的自适应调度: 强化学习在动态调度中的应用: 构建状态空间、动作空间和奖励函数,训练智能体在实时生产环境中做出最优决策。 基于图神经网络(GNN)的调度优化: 利用GNN强大的图结构数据处理能力,建模复杂的生产关系,并从中学习调度规则。 组合优化算法与调度: 约束规划与智能算法的结合: 利用CP的强大约束处理能力,结合智能算法的搜索能力,解决具有复杂逻辑约束的调度问题。 动态规划与强化学习的融合: 探讨如何将动态规划的思想融入强化学习框架,提升学习效率和决策质量。 第三部分 智能调度系统的设计与实现 本部分将指导读者如何将上述算法理论转化为实际可用的智能调度系统,涵盖系统架构设计、数据集成、算法部署与性能评估等关键环节。 章节内容将涵盖: 智能调度系统的架构设计: 提出模块化、可扩展的系统架构,包括数据采集模块、模型构建模块、优化调度模块、决策支持模块和监控反馈模块。 生产数据的集成与预处理: 强调MES/ERP系统数据在智能调度中的作用,介绍数据清洗、特征提取、数据异构性处理等技术。 算法的工程化实现: 高性能计算与并行化: 介绍如何利用多线程、分布式计算等技术加速算法的求解过程。 实时性与动态调整: 探讨如何设计能够响应生产现场实时变化的动态调度机制。 系统性能评估与验证: 仿真平台构建: 如何构建逼真的生产仿真环境,用于算法的离线测试与验证。 关键绩效指标(KPI)的定义与监控: 如生产效率、设备利用率、在制品数量、准时交货率等,并介绍如何进行实时监控和评估。 案例分析与实践经验: 选取不同行业的典型制造场景(如离散制造、流程制造),展示智能调度算法在实际生产中的成功应用,并总结关键的实践经验和教训。 通过对本书的学习,读者将能够深刻理解制造过程智能优化调度的理论精髓,掌握各类先进算法的设计与应用,并具备构建和部署高效智能调度系统的能力,从而显著提升制造企业的生产效率、资源利用率和市场竞争力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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长久以来,制造行业的生产调度问题一直是一个复杂且充满挑战的领域。无论是小型加工厂还是大型自动化生产线,有效的调度都是保证生产效率、降低成本、提升客户满意度的关键。我一直关注着各种新兴技术在制造业中的应用,而“智能优化调度”无疑是其中最令人期待的方向之一。这本书的标题,特别是“智能”和“优化”这两个词,立刻抓住了我的眼球。我对于书中提出的算法模型非常感兴趣,想知道它们是如何能够实现“智能”的。是基于某种先进的AI技术,比如强化学习,能够让调度系统不断学习和适应生产环境的变化?还是采用了某种高效的组合优化算法,能够快速找到接近最优的调度方案?我特别想了解这些算法是如何处理生产中的各种约束条件的,例如设备能力、人员技能、物料可用性、交货期要求等等,并且如何在多目标优化(例如,最小化生产周期,最大化设备利用率,最小化在制品库存)之间取得平衡。另外,“及其应用”也让我充满了期待。我希望书中能够提供一些真实的、来自不同制造行业的应用案例,展示这些算法是如何在实际生产中解决具体问题的,比如如何应对突发的设备停机,如何处理紧急订单的插入,以及如何优化多条生产线的协同作业。如果书中能够包含一些量化的效益分析,比如生产周期缩短的百分比,设备利用率的提升幅度,或者成本节约的金额,那就更加完美了。

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作为一名在制造业辛勤耕耘多年的技术人员,我经常会遇到各种各样的生产调度难题。有时候,明明有足够的设备和人力,却因为各种突发状况——比如设备突发故障、关键物料延迟到货、或者紧急插单——导致整个生产线陷入混乱,效率大打折扣。我一直梦想着能有一种更智能、更灵活的调度方式,能够自动应对这些变化,而不是像我们现在这样,常常需要花费大量的时间和精力去手动调整排产计划。这本书的标题《制造过程智能优化调度算法及其应用》正是我一直在寻找的答案。我尤其对“智能”二字充满了好奇。它究竟是怎样的“智能”?是能够像经验丰富的调度员一样,通过长期的经验积累来做出决策,还是能够利用大数据分析,从海量的生产数据中挖掘出隐藏的规律,从而做出最优的调度?我希望书中能详细阐述这些算法的原理,例如它们是如何处理不同生产工序之间的依赖关系,如何平衡不同设备的负载,如何在保证生产效率的同时,尽可能地降低能耗和生产成本。而“应用”部分,更是我最为看重的。我迫切地想要了解,这些算法在实际的制造企业中是如何落地的,它们能够解决哪些具体的生产难题,又带来了怎样的效益提升。我希望书中能有具体的案例分析,展示这些算法在不同类型的制造企业(比如离散制造、流程制造)中的应用效果,并提供一些可行的实施建议。

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这本书的标题《制造过程智能优化调度算法及其应用》听起来非常有分量,直击制造业的核心痛点。我一直认为,生产调度是连接设计、采购、生产、销售等各个环节的关键枢纽,一个好的调度系统能够让整个生产流程顺畅无阻,反之则可能引发连锁反应,导致效率低下、成本增加,甚至影响企业的声誉。我特别想知道书中对于“智能”的定义和实现方式。是单纯的自动化,还是具备某种程度的学习和自适应能力?比如,当出现意外情况时,系统能否自主地调整生产计划,而不是需要人工进行繁琐的修改?我对于各种“优化调度算法”的原理也充满了好奇。书中会介绍哪些具体的算法?它们是如何量化生产中的各种因素,比如设备性能、人员技能、物料消耗、以及时间约束,并在此基础上找到最优的解决方案?我尤其希望能够看到一些关于算法如何处理“非确定性”因素的讨论,因为实际生产环境往往充满着各种不确定性。而且,“及其应用”这四个字让我看到了这本书的实用价值。我非常期待书中能够提供一些真实的案例研究,展示这些算法在不同类型的制造企业是如何成功实施的,以及带来了哪些切实的效益,比如生产周期缩短了多少,设备利用率提高了多少,或者能源消耗降低了多少。

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我是一名在制造业一线工作的技术人员,深知生产调度过程中的复杂性和挑战。在实际工作中,我们常常会面临各种突发状况,例如设备故障、紧急订单插队、原材料延迟到货等,这些都可能导致原有的生产计划被打乱,需要花费大量的时间和精力去重新调整。因此,《制造过程智能优化调度算法及其应用》这个书名,对我来说,具有极大的吸引力。我非常想知道书中会具体介绍哪些“智能优化调度算法”。是那些能够根据实时数据进行动态调整的算法,还是那些能够预测未来可能出现的瓶颈并提前规避的算法?我希望书中能够详细阐述这些算法的工作原理,以及它们是如何处理生产过程中各种各样的约束条件,比如工序之间的先后顺序、设备的能力限制、人员的技能匹配、物料的可用性等等。更重要的是,我非常期待书中“及其应用”这个部分的内容。我希望能看到一些在不同制造行业中,这些算法是如何成功应用的案例。例如,它们是如何帮助企业提高设备利用率、降低在制品库存、缩短交货周期、以及提升整体生产的柔性的?我希望这本书能够为我提供一套切实可行的理论和实践指导,帮助我更好地理解和掌握这些先进的调度技术,并将其应用于实际的生产管理工作中,从而提升我们部门乃至整个公司的生产效率和竞争力。

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我对制造流程的效率提升一直有着极大的热情,尤其是当谈论到“智能”和“优化”这两个关键词时。在我的职业生涯中,我曾多次目睹因生产调度不当而导致的巨大损失,比如设备空转、物料积压、或者因为错误的排产顺序而造成的返工。因此,当看到《制造过程智能优化调度算法及其应用》这个书名时,我立刻感到这是一本我非常需要学习的书。我非常好奇书中究竟会介绍哪些具体的“智能优化调度算法”。是那些经过长期实践检验的经典算法,比如遗传算法、模拟退火算法,还是那些代表着前沿科技的最新成果,例如基于深度学习的预测性调度模型?我希望书中不仅能介绍算法的理论框架,更重要的是能够深入剖析它们在解决实际生产调度问题时的核心思想和关键步骤。此外,书中“应用”部分的呈现方式也至关重要。我希望能看到一些不同行业、不同规模的制造企业是如何成功应用这些算法的案例。例如,在汽车制造、电子产品生产、或者食品加工等领域,这些算法是否都能发挥出显著的作用?它们在提升生产柔性、响应速度、以及整体运营效率方面,具体带来了哪些改变?我期待这本书能为我提供一套切实可行的方法论,帮助我理解并掌握如何将这些先进的算法应用于我所在的生产环境中,从而实现生产过程的智能化和高效化。

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这本书的标题《制造过程智能优化调度算法及其应用》确实非常吸引人,尤其是对于那些在生产制造领域摸爬滚打多年,深谙流程优化重要性的人来说。我第一眼看到这个标题,脑海中就浮现出无数个在车间里与排产计划、设备稼动率、物料瓶颈搏斗的场景。我一直相信,科技的力量最终会渗透到最基础、最实际的生产环节,而“智能优化调度”无疑是这个方向上一个极其重要的突破口。想象一下,当所有的生产指令、设备状态、物料信息都能被一个聪明的算法实时捕捉、分析并进行最有效的调度时,那种生产效率的提升,那种资源浪费的减少,那种客户订单的准时交付,将会是多么令人振奋的景象。我特别好奇书中对于“智能”的定义和实现方式,是基于传统的运筹学方法,还是引入了当下热门的机器学习、深度学习技术?亦或是某种融合了两者优势的全新范式?对于“优化调度”本身,它的目标函数是如何设定的?是单纯追求节拍最短,还是需要考虑成本、能耗、人员负荷等多重约束?这些都是我非常期待在书中找到答案的关键点。而且,“及其应用”这四个字,更是点睛之笔,说明这本书并非纸上谈兵,而是有着切实可行的落地案例,能够帮助我们这些一线工作者将理论转化为实际生产力,这无疑是本书最大的价值所在。

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作为一名长期在生产线上工作的工程师,我深切体会到“调度”在生产制造过程中的重要性,但同时也深知其复杂性和挑战性。有时候,一个细微的调度失误就可能导致整个生产线陷入被动。因此,《制造过程智能优化调度算法及其应用》这本书的出现,对我而言,无疑是一盏指引方向的明灯。我迫切地想了解书中究竟包含了哪些“智能优化调度算法”。是那些能够模拟人类决策过程的专家系统,还是基于数学模型和运筹学原理的算法,又或者是那些能够从海量数据中学习并预测的机器学习算法?我希望书中能够详细阐述这些算法的工作机制,比如它们是如何处理复杂的生产流程、如何权衡多种生产约束、以及如何实现多目标优化。而“及其应用”更是让我对这本书充满了期待。我渴望知道这些算法是如何被实际应用于工业生产中的,它们在解决实际问题时表现如何。是否能提供一些具体的行业案例,比如在汽车制造、电子产品组装、还是化工流程这些不同领域,这些算法是如何克服各种挑战,并带来显著的效益提升?我希望这本书不仅能提供理论知识,更重要的是能够提供可操作的指导,帮助我将这些先进的算法思想融入到我的日常工作中,从而切实地提升我所在企业的生产效率和竞争力。

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我一直对如何通过技术手段提升制造业的运行效率抱有极大的热情,尤其是在生产计划和调度方面。在我看来,一个高效的调度系统是实现智能制造的基础。这本书的标题《制造过程智能优化调度算法及其应用》恰好精准地抓住了这一核心。我非常好奇书中会详细阐述哪些具体的“智能优化调度算法”。是那些能够处理复杂生产约束条件、寻找最优解的算法,比如整数规划、混合整数规划?还是那些更具适应性和学习能力的算法,比如遗传算法、粒子群优化、或者是基于机器学习的预测性调度方法?我希望书中能够深入浅出地介绍这些算法的原理,以及它们在解决生产调度问题时的核心优势。此外,“及其应用”这一部分也让我充满了期待。我非常想了解这些算法是如何在真实的制造环境中得到应用的,是否有具体的案例研究能够展示它们在提高生产效率、降低生产成本、缩短生产周期、提升客户满意度等方面的具体成效。我尤其希望看到书中能够提供一些关于如何将这些算法集成到现有的生产管理系统(MES)或者企业资源计划(ERP)系统中的指导性信息,以便我们能够更有效地将其转化为实际的生产力。

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作为一名在制造业深耕多年的技术管理者,我一直在寻找能够提升生产效率和降低运营成本的创新方法。在众多的生产环节中,我始终认为“生产调度”是其中最关键也最具挑战性的环节之一。一个不恰当的调度方案,轻则导致生产线低效运行,重则可能引发严重的生产延误和资源浪费。《制造过程智能优化调度算法及其应用》这个书名,无疑触及到了我一直关注的核心问题。我特别想知道书中会详细介绍哪些“智能优化调度算法”。是那些基于运筹学原理的精确算法,还是那些能够从海量生产数据中学习并进行预测的机器学习模型?抑或是融合了两者优点的混合智能算法?我期望书中能够深入剖析这些算法的核心思想、数学模型和计算方法,帮助我理解它们在解决实际生产调度问题时的优势和局限性。同时,“及其应用”这个部分更是我非常看重的。我渴望看到书中能够提供一些真实、有说服力的应用案例,展示这些算法是如何在不同的制造行业(例如,离散制造、流程制造、混合制造)中成功实施的,以及它们是如何具体地解决生产中的瓶颈问题,提升生产的柔性、效率和经济效益。我希望通过学习这本书,能够为我提供一套行之有效的工具和方法,来指导我改进和优化我们工厂的生产调度体系。

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我一直对工业自动化和智能化领域抱有浓厚的兴趣,特别是关于如何优化生产流程,提高效率和降低成本。在我看来,制造过程中的“调度”环节是实现这些目标的关键。这本书的标题《制造过程智能优化调度算法及其应用》,直接击中了这一核心。我非常好奇书中会深入探讨哪些具体的“智能优化调度算法”。是那些经典的组合优化算法,还是那些能够从数据中学习并做出预测的机器学习模型?亦或是某种将两者结合起来的混合算法?我希望能更详细地了解这些算法的内在逻辑,它们是如何应对生产中错综复杂的依赖关系,如何平衡设备产能、物料供应、人员技能等多种约束条件,以及如何能在有限的时间内找到最优的调度方案。此外,“及其应用”这个副标题让我对这本书的实用性有了很高的期待。我非常想知道这些算法在现实世界中的落地情况,是否有相关的行业案例能够说明它们在不同制造场景下的具体效果。例如,在汽车制造、航空航天、或者消费电子等行业,这些算法能否帮助企业解决实际的生产瓶颈,实现生产计划的动态调整,从而提高整体的生产效率和灵活性?我希望这本书能为我提供一套系统性的知识框架,让我能够理解并应用这些先进的技术来解决实际生产中的调度难题。

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