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基于滚动机制的有限时域设备更新方法

作　者: 刘东坡
导　师: 王冰
学　校: 山东大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 设备更新技术改进滚动时域方法动态规划方法计划时域方法经济寿命性能分析
分类号: F273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 85次
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内容摘要

企业需要特定的设备来完成产品的加工操作。设备会随着使用寿命的增加而不断老化,为维持设备的性能需要进行定期的维护投入,因此做好设备更新决策对企业的劳动生产率直至经济效益有些重要的影响。设备更新决策问题存在于各个领域,如：制造业设备、农业机械、运输设备、电力设备等。随着世界经济的快速发展,设备更新决策问题在现代工业中的作用日益显著。设备更新领域内存在大量急需解决又极端困难的问题,吸引了国内外越来越多的理论工作者和实际工作者。从理论研究上,设备更新决策问题是工程经济学中一类组合优化问题。设备更新决策问题面临着计算难处理性和实际市场信息的动态不确定性,已有应对大规模设备更新问题计算复杂性的分解方法和处理动态不确定性的方法都存在这样那样的缺陷和弊端。滚动时域方法是解决大规模组合优化问题的通用方法。但目前还没有将滚动时域方法应用到设备更新问题中,国内外对于这方面的研究还是空白。本文主要研究了确定型静态设备更新问题,以作业车间设备更新问题为背景,考虑不同环境下滚动时域方法的有效性及性能。归纳起来,主要做了以下五方面研究工作：(1)借鉴滚动时域方法在生产调度和路径规划中的成功应用,剖析滚动时域方法的内在机理和关键技术,建立了设备更新问题滚动时域更新方法的’一般描述框架,规范滚动时域更新方法的有关概念和参数的定义。(2)研究了多更新选择下大规模静态设备更新问题,给出了两种适用于设备更新问题的滚动机制及具体算法步骤。详细分析了滚动时域方法的性能,验证滚动时域方法对大规模设备更新问题的有效性；给出对于不同环境要求下设备更新问题选用滚动机制的一般性准则。(3)对提出了滚动时域更新方法的滚动更新子问题进行改进。通过在更新子问题的局部目标函数中加入一个终端惩罚项,在局部目标中考虑了与全局目标的一致性,理论分析和仿真试验结果表明,添加终端惩罚滚动更新策略相对普通滚动更新策略有大的改善,在大多数情况下全局解的质量更好,且计算量适中。(4)考虑单调设备更新问题,针对传统计划时域方法不足采用滚动时域方法框架,提出了单调设备更新问题的滚动计划时域方法,能且仅能解决该类设备更新问题中当前决策与未来信息的约束紧钳关系。并采用Excel工具来实现,提高了工程经济管理与决策的信息化程度。

基于滚动机制的有限时域设备更新方法

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