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文檔簡介

.仿真及優化進呈現狀和將來展望摘要比照分析,指出了目前仿真優化爭論中存在的問題以及主要進展趨勢。關鍵詞:仿真,優化,仿真軟件,仿真建模。引言20世紀90年月,為了解決產品在TQCSE方面存在的問題,消滅了多種制造模式如可重構制造和大規模定制等在這些先進制造模式指導下的制造系浩大、構造簡單,制造系統從初期規劃〔資源配置、布局規劃〕到實際運求關系治理、生產打算與調度〕階段都存在簡單的決策問題。這些決策問題包含眾多影響因素因素之間關系錯綜簡單傳統數學優化方法已經無法解決這類問題仿真優化技術則以其獨特的優化方法和強大的建模力量引起科學界和企業界的廣泛關注。每年WinterSimulation會議都將仿真優化列為一個國際前沿課題來研討,并介紹最的理論爭論成果及應用狀況。2023年,世界著名的兩本仿真書籍《SimulationModelingandAnalysis》與DiscreteEvent SystemsSimulation》首次將仿真優化作為一個專題進展爭論,并指出仿真優化對仿真的推廣應用具有重要的影響自上世紀90年月中期開頭各種商業化仿真軟件將優化作為一個重要模塊納入其中目前已成為不行或缺的局部盡管仿真優化已Word文檔.勢。一、仿真優化原理的根本原理是將仿真模型看作一個實值函數其中X是不行控,它是一個向量函數。

因素為仿真模型的輸出,〔決策參數,然后將其輸入仿真模型中,仿真運行完畢輸出響應值〔性能指標,通Word文檔.終止條件。常見的仿真優化過程模型。二、仿真優化方法它還可以實現全局優化,并且能夠解決離散、定性決策變量問題。三、仿真優化爭論現狀90從單純的理論爭論走向了實際應用,滲透到各個領域。Word文檔..WordWord文檔國外仿真優化的爭論狀況1998Bowden“六域”涵蓋了仿真優化的六個爭論范疇,即問題域、算法域、分類域、策略域、策略和方法;界面域爭論優化器與用戶及仿真模型的接口問題。“六域”構成了一個完整而有聯系的理論框架,為仿真優化的集成問題指明白方向。基于“六域”集成思想,他們開發了一個仿真優化系統,并以一個“拉式”生產系統為例,重點爭論33〔〔SHJ相結合的兩階段搜尋策略。試驗覺察,HJ收斂速度最快,但解的質量較ES差,ES+HJ方法的運行時間和解的質量均處于HJ和ES善解的質量。美國堪薩斯州立大學Azadivar始終致力于仿真優化理論及應用爭論,他和Tompkins于1999了一種GA和仿真模型自動生成器相結合的仿真優化方法。該方法具有肯定的代表性,一般來說,在仿真優化系統中,仿真模型始終保持不變,只需轉變輸入真模型可能與當前配置方案不全都,因此需要重構建仿真模型。他們承受了MODSIMAMⅡ中實現A資源,影響運行效率,因此,該方法缺乏去掉重復方案的有效手段。2023年,法國Cergy大學的Fontanili等人爭論了裝配線運行治理問題。響,是一個典型的組合優化問題。為解決這一問題,他們承受GA和商業化仿真軟件WITNESS開發了一個仿真優化系統,在該系統中利用開發工具DelphiMicrosoftOLEGA承受整數編碼,染色體的每個基因代表相鄰工件的投產時間間隔。Fontanili但是,在列舉的眾多決策點中,該系統只考慮了如何優化工件的投產時間間隔,而沒有涵蓋對其它運行參數的優化。日本JGC公司實AweSimWall開發的遺傳算法庫,通過+語言實現二者的集成及編寫統計分析程序,利用Basic開發統一用戶界面。該系統將仿真優化過程分為三個階段,首先是根本參策變量、目標函數、約束條件以及依據閱歷學問為系統供給效果相對較好的初始設計方案除此之外還可以定義與統計分析相關的參數其次是備選方案的生成優化器依據初始條件產生可行解并依據問題規模的大小及系統運行時間的約束自動打算是否搜尋整個解空在該過程中系統數據庫存儲了全部設計方案及其響應值評估每個方案之前,先在數據庫中檢索該方案是否存在以打算是否對其進展仿真評估避開鋪張計機仿真問題,每個方案需屢次運行仿真才能確定最終響應值該步驟利用改進的統計分析方法來提高分析精度及削減迭代次數該系統顯著提高了仿真優化效率與可操作性各模塊相互統一,同時又保持了肯定的獨立性,初步具備了 Bowden等提出的仿真優化的“六域”集成思想。2023Facultes大學Allaoui等人利用仿真優化技術爭論了具有式調度規章、智能優化算法SA和模型仿真的優點,建立了一個求解調度問題Delphi為開發環境編寫調度規章和SA程序,承受仿真器構建仿真模型,并考慮了多種隨機因素,如設備故障時間、設備修理時間、生產預備時間、工件運送時間等。為了改善初始解的質量,承受啟發式調度規章〔SPT、LPT或EDD〕為SA產生一個初始解,然后通過SA和仿真模型的迭代優化確定最終解。Allaoui以最大NEH〔被認為目前解決混合流水車間調度問題最好的啟發式方法NEH方法。由此可見,仿真優化方法的優化力量和模型表達力量是任何調度方法無法比較的。Lacomme等曾經指出仿真優化方法是解決調度問題的最有效方法,它對調代次數問題,勢必影響系統運行效率。2023年,在美國諾斯羅普.格魯門艦船系統部〔NGSS〕的支持下,密西西比州立大學的Greenwood等人開頭了一項仿真優化工程的爭論,爭論對象是S〔S,DSS是涵蓋三個關鍵模塊即DSS掌握〔包括仿真模型和優化器〕和圖形化用戶界面的集成系統。其中,DSS掌握器主要用于處理用戶、仿真模型、優化器之間進展的數據交換及密西西比州立大學工業工程中心承受ProModel構建的,奧爾良的鈑金車間仿真模型由奧爾良大學仿真設計中承受 QUEST開發的,他們通過ActiveX技術,將仿真模型集成到DSS中。優化器的核心算法是ES,它可以依據車間當前狀態及不同性能評價指標自動選取性能較好的調度規章圖形化用戶界面負責用戶與仿真模型及優化算法的交互同時也為維護各種生產數據和運行參數供給一個編輯環境該系統能夠進展車間調度及優化系統運行參數d通過兩個實例,并以生產周期和延遲時間作為評價指標驗證了DSS的有效性。但類型系統的調度問題,也需對模顛覆性修改此外決策支持系統一般需要大量的數據以支持其決策過程,而該系統承受Excel作為仿真數據庫,不利于同其它信息系統進展集成,導致獵取生產數據需要消耗大量時間Ding等人在歐共體爭論打算“網絡化企業優化方法爭論”工程中,提出了一個解決供給商選擇問題的仿真優化方法。該方法包器和建模框架。為了實現模塊之間的無縫集全部模塊均承受C++語言實現。GA承受三段編碼方式分別代表作產生備選方案,建模框架依據方案構建仿真模型由仿真器描述整個供銷過程并以選購本錢運輸本錢、庫存本錢和延遲供給懲罰本錢之和作為方案評價指標文中以一個歐洲分銷商如何選擇分別地處亞洲和歐洲的供給商的問題作為實例對該方法進展了具體描述,問題。但是,自行開發仿真程序需要消耗大量時間,并且建模力量和模型功能均無法到達專業化仿真軟件的水平。國內仿真優化的爭論狀況能夠依據不同的配置方案自動更,對建模方法提出了更高的要求。西北工業大學的鄭鋒等人提出了一個GA和過程仿真相結合的調度規章決策和加工設備選擇工件的規章,每個染色體就是一個調度方案。他們利用擴展Petri網對生產過程進展仿真,以獲得調度方案的各項性能指標,為了解決多目特別是并行GA的引入使該方法更符合實際生產需求。但是,由于 Petri網自身的局限性導致模型可重用性和可擴展性差,隨著生產系統內外環境的不斷變化,已構建的模型可能變成“廢棄模型”,因此不利于開放其它方面的爭論,而且Petri網不適合解決大規模簡單問題。們在“六域”集成的仿真優化思想根底上,提出了一個包括界面層,應用層,通信VisualC++開發了基于虛擬仿真化完畢后,將這個最優或近優方案構建的虛擬仿真環境呈現給用戶即可。仿真優化的應用范圍。四、國內外仿真優化爭論現狀比照分析國內較早就開展了仿真優化算法的爭論,而仿真優化系統的建立起步較晚,并且消滅了多種商業化仿真軟件,如AutoSimulations公司的AutoMod、OptTekSystems公司的OptQuest和LannerGroup公司的Optimizer等;國內在諸多問題,開發的仿真優化系統在功能上還有待于完善。五、存在的缺乏及進展趨勢實現仿真優化的通用性同時也應當考慮仿真模型的通用性,否則會消滅“單邊倒”的現象。就仿真模型而“即插即用”的方式快速構建仿真模型。如仿真優化系統關心完成制造系統的初期調度、生產運行掌握等。否則,仿真優化系統將變成“一次性”或“廢棄”的系統,造成資金和資源的鋪張。實現仿真優化的高效性參數〔目前仍沒有好的解決方法;另一方面探究的高效優化算法。對仿真而仿真統計分析技術也是將來爭論的重點。實現仿真優化的智能化如各種仿真優化算法存在大量運行參數〔GA的種群規模、穿插率、變異率、遺傳數,TS的狀態產生函數、狀態承受函數、初溫、停頓準則等〕需要選擇,仿“預熱”時間等等,任何一項參數的變動對仿真優化結果都會產生影響,假設要求非仿真專業人員來完成這些設置幾乎是一件不行能的事,因此如何依據具體問題,利用專家學問系統關心完成這些工作是一個可行的實現方法。實現仿真優化的集成化爭論、開發仿真優化系統是重要的進展方向。參考文獻:[1]王凌,張亮,鄭大鐘.仿真優化爭論進展[J].掌握與決策,2023,18(3)257-262.2]FuMC.Optimizationforsimulation:theoryvs.practice[J].InformsJournalonComputing(S0899-1499),2023,14(3):192-215.馮允成,鄒志紅,周泓.離散系統仿真[M].1998.LacksonenT.Empiricalcomparisonofsearchalgorithms fordiscreteeventsimulation[J]. Computer&Industrial Engineering(S0360-8352),2023,40(1):133-148.AndradottirS.Areviewofsimulationoptimizationtechniques[C]//ProcWinterSimulationConference.Washington:IEEEComputerSociety

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