基于分支价格算法的原料码头卸船调度问题研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangtaoxiansheng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钢铁企业原料码头及原料场是铁矿石、焦煤等原料输入和存储的主要物流节点,受到泊位、堆卸料和运输设备及原料场存储空间等一系列作业资源限制。作为原料物流过程的主要瓶颈之一,原料码头的物流效率高效与否不仅直接影响船舶滞期费等物流成本,并且直接影响后续的钢铁生产工序是否能够连续安全进行。合理高效的卸船调度方案能够显著提升输入设备及原料场的运转效率,降低物流成本,保质保量地为后方生产车间提供原料,对钢铁企业原料物流具有十分重要的实际意义和经济价值。卸船调度是根据船舶到港时间,船舶载货重量等来船信息,输入设备(泊位、皮带运输机、卸船机等)的占用情况,料堆信息等作业资源信息,紧急料需求等生产信息来确定来港原料船的卸船时间和所用设备以及每种原料在原料场堆放的位置。本文分别针对国内大型钢铁企业的两个不同配置(江运和海运)的原料码头的原料输入过程进行研究,根据每个码头料场的实际情况和不同需求,建立了卸船皮带运输机分配和带料条分配的卸船调度问题的数学模型,并设计列生成算法,结合分支定界算法构建分支价格算法。本文主要研究内容如下:1)针对原料场能力受限的某江运码头矿石原料场卸船调度问题,根据该码头料场存储能力以及受江运水深限制导致小批量输入繁多,原料码头卸船机能力充足而皮带运输机系统能力不足的特点,考虑了原料场存储能力约束和物料平衡约束,以最小化船舶滞期费用为目标函数,建立混合整数线性规划(Mixed integer linear programming,MILP)模型。采用 Danzig-Wolfe 分解将问题原(MILP)模型转化为带有集划分的主问题和价格子问题。在列生成算法的实现过程中,首先设计了基于先到先服务思想的启发式算法获取初始可行解,并通过对价格子问题的特征分析,提出了一种改进的枚举策略来生成具有最小削减费用的列,从而提高列生成算法的效率。在上述列生成算法基础上,对线性松弛问题的非整数最优解进行分支,从而得到问题的最优整数解。把分别采用本文提出的分支价格算法与CLPEX求解软件所得的解进行比较,验证算法的正确性和有效性。2)针对考虑堆取冲突的某海运码头带料条分配的卸船调度问题,根据其船舶卸料时间长且采用一船多料运输,以及堆取合一料机配置导致堆料和取料作业冲突严重的问题特点,将卸船与堆料两个环节集成起来考虑,以最小化原料输入过程中产生的物流费用(船舶离港相关费用、拖期罚款、堆料时由于改变料条导致的固定的皮带线路切换费用)为目标函数,建立了混合整数线性规划模型,并定制设计列生成算法对原问题的线性松弛问题进行求解。在分支价格算法中,首先提出了基于原模型中的决策变量的分支策略,然后对分支策略进行改进,提出了将原问题模型中的两个具有非整数解的变量交替作为分支变量的分支策略,并对效果进行对比。通过将分支价格算法与CLPEX求解软件所得的结果进行比较,验证算法的正确性和有效性。3)以上述模型和算法为核心开发决策支持系统,设计和开发原料数据解析与物流调度优化系统,为原料输入过程提供科学、定量的决策支持,达到提高原料输入系统的周转率、避免堆取料冲突、降低物流成本等效果。
其他文献
非线性泛函分析是现代数学的一个重要分支,能很好的解释自然界中的很多自然现象,因此受到了越来越多的数学工作者的广泛关注.非线性边值问题由于在物理学、应用数学、航天、生物等领域有着广泛的应用,成为目前分析数学中研究最为活跃的领域之一.基于丰富的实际应用背景,非线性常微分方程边值问题正解的存在性问题在整个常微分方程研究领域显得尤为重要.特别是二阶常微分方程边值问题一直是微分方程研究领域中的一个重要研究课
我国商务部于2006年正式启动“东桑西移”工程,在此大背景下杭嘉湖地区传统蚕桑业发展受到严重制约,具有地域特色与乡土建造智慧的茧站建筑也逐渐面临闲置、废弃,进而逐渐远离于人们视野之中。作为乡土工业建筑的代表、且位于为丝绸工业体系的前端与基础的茧站建筑目前的相关研究尚处于空白,这与茧站在整个丝绸工业体系流程中的重要程度是极其不相匹配的,故亟待进一步开展调研考察与具有针对性的保护研究工作。本文首先通过
为了达到环境保护和节约能源的目的,变性淀粉制备工艺要不断提高和改进。本文通过微波辅助采用干法工艺制备变性淀粉,该工艺为制备变性淀粉的工业化生产提供新的可行的方法。以木薯淀粉为原料,开展了对变性淀粉的制备工艺、结构表征以及性能的研究,得到以下结果:1.酸解淀粉制备工艺:盐酸用量0.8%,微波温度75℃,体系水分含量18%,微波时间550s,微波功率400W,此条件下其黏度为13m Pa﹒s。2.醋酸
根据堆肥过程影响氮素的因素,在确定牛粪为堆肥材料,玉米秸秆为碳源调理剂和吸附剂的前提下,选择利于堆肥腐熟和保氮的通风量、翻堆频率、含水率和C/N,在前人的基础上验证过磷酸钙、硫酸亚铁、过硫酸钾和氢氧化镁等化学物质作为牛粪秸秆堆肥固氮剂是否可行,进行4组不同的堆肥实验(添加量均为化学物质占堆肥物料干重的比),a组:4.4%过磷酸钙处理(SP)、4.1%硫酸亚铁处理(LF)和对照处理(CK);b组:2
制造业是我国的支柱产业,中国也早已成为世界制造大国,但是制造业大而不强,技术能力弱,缺乏自主创新能力也一直是束缚我国制造业发展的关键因素。随着世界经济快速发展,消费市场需求变化速度的加快,人力成本的提升以及高科技技术的发展,德国和中国相继提出工业4.0以及《中国制造2025战略》来应对这样的变化。制造企业加速向智能制造转型升级来应对快速变化的市场环境已是迫在眉睫,同时也是信息化和自动化、智能化技术
视频监控在公共建筑的安全秩序维护中有着广泛的应用。传统的视频监控主要依赖于人工操作,因此发生突发事件时往往无法得到及时的处理。近年来,人工智能再次卷起浪潮,并在建筑安防领域具有良好的应用前景。人员的异常行为检测研究是计算机视觉领域中的研究热点,同时也是视频监控向智能监控升级的关键所在,在建筑安防的研究领域内备受关注。传统的检测方法需要人工进行特征设计,检测的准确率较低,耗时较久。而基于深度学习的行
为了揭示苏州景观河道中溶解性有机物(DOM)的分布特征和来源,弄清景观河道中DOM与水体表观污染的关系。本研究以苏州姑苏区的23条景观河道为对象,从2019年7月至2020年12月,每月采集一次样品。使用三维荧光光谱、紫外可见吸收光谱、高效液相色谱和常规的水质指标,分析了景观河道中DOM的特性和来源情况,得出如下结果:(1)苏州古城区内景观河道水体总体上表现为氮、磷营养盐污染。水体中的DOM解析出
随着共享单车和绿色出行的普及,自行车出行方式数量不断增加,骑行者的安全问题受到人们广泛关注,骑行者轨迹预测对于自动驾驶中局部路径规划非常关键。本文对骑行者轨迹预测领域展开相关研究,以骑行者动力学约束及与环境相互作用的假设为基础,提出多交互LSTM(MI-LSTM)预测骑行者轨迹,对所提出的模型在公开的Stanford数据集和HNU数据集上进行实验研究,评估模型的轨迹预测性能。主要内容如下:预测模型
北流市博物馆新获的一批古籍,使得北流市博物馆成为广西区内馆藏古籍、书画最多的县级博物馆。由于此批古籍保存环境恶劣,之前并没有受到太多的重视。在古籍价值被重新发掘之后,对于该批古籍的“抢救性保护”是北流市博物馆当下工作的重中之重。古籍是中华文明的重要载体,也是中华文明的历史见证。古籍因其具有不可再生性,在其损坏过程中,加强古籍保护工作,响应了当前“中华古籍保护计划”的号召,是建设社会主义先进文化的客
随着印染和染料行业的快速发展,各种染料、新型助剂、染料中间体等广泛用于各个生产行业中,从而造成了印染废水排放量剧增的问题。印染废水由于其成分的复杂性,加上该类废水高色度、高毒性、高浓度等特点导致其处理难度增加。2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚(简称AMA)为其中的一种,主要下游产品是分散深蓝HGL、分散蓝79等染料。由于生产线路较长,在硝化、还原、离心等工序会产生废水,废水中含有大量2-氨基-4-乙酰