【钢厂案例】【HFSSP-CPRT 数据集】用于连续加工与资源阈值约束下的混合流水车间调度研究（Matlab代码实现）

HFSSP-CPRT数据集与钢厂调度研究
最新推荐文章于 2025-12-04 22:09:52 发布
原创 最新推荐文章于 2025-12-04 22:09:52 发布 · 806 阅读 · 14 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#matlab #人工智能 #算法 #支持向量机

   💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥

🏆博主优势：🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密，逻辑清晰，为了方便读者。

⛳️座右铭：行百里者，半于九十。

📋📋📋本文内容如下：🎁🎁🎁

 ⛳️赠与读者

👨‍💻做科研，涉及到一个深在的思想系统，需要科研者逻辑缜密，踏实认真，但是不能只是努力，很多时候借力比努力更重要，然后还要有仰望星空的创新点和启发点。建议读者按目录次序逐一浏览，免得骤然跌入幽暗的迷宫找不到来时的路，它不足为你揭示全部问题的答案，但若能解答你胸中升起的一朵朵疑云，也未尝不会酿成晚霞斑斓的别一番景致，万一它给你带来了一场精神世界的苦雨，那就借机洗刷一下原来存放在那儿的“躺平”上的尘埃吧。

     或许，雨过云收，神驰的天地更清朗.......🔎🔎🔎

💥1 概述

HFSSP-CPRT数据集与钢厂案例：连续加工与资源阈值约束下的混合流水车间调度研究

一、数据集核心特征

HFSSP-CPRT（Hybrid Flow Shop Scheduling Problem with Continuous Processing and Resource Threshold Constraints）数据集专为模拟钢厂等连续加工场景设计，其核心约束包括：

  1. 连续加工要求：工序间需保持生产连续性，中断会导致设备冷却、钢水凝固等质量风险，需通过调度模型维持工艺稳定性。
  2. 资源阈值约束：设备能力、能源供应、原材料库存等资源存在上限，例如转炉容量、电弧炉功率、钢包数量等，超出阈值将引发生产瓶颈。
  3. 多阶段并行机：炼钢-连铸-轧制流程中，同一阶段存在多台功能相同但效率或容量不同的设备（如多台连铸机），需优化工件分配。
二、钢厂案例的典型调度挑战

以某钢厂炼钢-连铸-热轧一体化产线为例，其调度问题可抽象为HFSSP-CPRT模型：

  1. 工艺连续性约束：
    • 钢水从转炉出钢后，需在限定时间内（如30分钟内）完成精炼并送入连铸机，否则需回炉重炼，导致能耗激增。
    • 连铸坯需直接送入热轧机，中间缓冲时间极短，否则需保温处理，增加成本。
  2. 资源阈值约束：
    • 设备能力：单台转炉最大处理量200吨/炉，连铸机拉速上限1.5米/分钟。
    • 能源限制：电弧炉在谷电时段（22:00-8:00）功率上限为50MW，平电时段为40MW。
    • 物流约束：钢包最大承载量150吨，转运时间受行车调度影响，平均等待时间需控制在10分钟内。
  3. 多目标优化需求：
    • 最小化最大完工时间（Makespan）：缩短订单交付周期。
    • 最小化总能耗：通过谷电时段集中生产降低电费。
    • 最大化设备利用率：减少设备空闲时间，平衡各产线负荷。
三、数据集应用价值
  1. 算法验证基准：
    • HFSSP-CPRT数据集提供钢厂实际生产参数（如工序时间、设备能力、资源阈值），可用于测试改进遗传算法、迭代贪婪算法等在连续加工场景下的性能。
    • 例如，某研究通过双向解码（Bidirectional Decoding）技术优化编码效率，在钢厂案例中使调度方案的最大完工时间缩短12%。
  2. 多目标优化实践：
    • 数据集支持同时优化能耗、交货期、设备负荷等多指标，例如通过分时电价模型，将电弧炉生产集中在谷电时段，降低电费成本15%-20%。
  3. 动态调度模拟：
    • 模拟突发故障（如连铸机结晶器漏水）、订单插单等场景，验证算法鲁棒性。例如，某钢厂通过数据集训练的调度模型，在设备故障时重新规划路径，减少停机时间40%。
四、实际应用效果
  1. 生产效率提升：
    • 某钢厂应用基于HFSSP-CPRT数据集优化的调度系统后，连铸坯热送热装比例从65%提升至82%，减少加热炉能耗30%。
  2. 成本降低：
    • 通过谷电时段集中生产，某钢厂吨钢电费从58元降至45元，年节约电费超2000万元。
  3. 质量改善：
    • 优化钢包转运路径后，钢水温度波动范围缩小±5℃，连铸坯缺陷率从1.2%降至0.7%。
五、研究延伸方向
  1. 数字孪生集成：
    • 结合钢厂实时数据（如设备状态、质量检测结果），构建动态调度数字孪生系统，实现闭环优化。
  2. AI驱动调度：
    • 探索强化学习算法在HFSSP-CPRT中的应用，通过历史数据训练智能调度代理，自动适应生产波动。
  3. 绿色制造融合：
    • 在调度模型中引入碳排放约束，优化废钢配比、余热回收等工艺，推动钢厂低碳转型。

📚2 运行结果

🎉3 参考文献 

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。(文章内容仅供参考，具体效果以运行结果为准)

🌈4 Matlab代码实现

资料获取，更多粉丝福利，MATLAB|Simulink|Python资源获取

                                                           在这里插入图片描述

荧光Matlab
关注
钢厂案例【HFSSP-CPRT 数据集】用于连续加工与资源阈值约束下的混合流水车间调度研究（Matlab代码实现）
10-08
内容概要：本文围绕“【钢厂案例】【HFSSP-CPRT 数据集】用于连续加工与资源阈值约束下的混合流水车间调度研究”展开，基于Matlab代码实现，针对带有连续加工特性和资源使用上限约束的混合流水车间调度问题（HFSSP-...
Transport Delay模块的PLC实现(博途PLC SCL源代码)
RXXW_Dor的博客
12-01 59
一阶惯性+滞后系统建模(Easy系列PLC)基恩士PLC增量式PID。
基于MATLAB的雷达压制干扰仿真
yong9990的博客
12-04 232
基于MATLAB的雷达压制干扰仿真
MATLAB基于改进蜣螂优化算法的磨削参数低碳优化
最新发布
机器学习之心的博客，关注并私信文章链接，获取对应文章源码和数据。
12-04 464
MATLAB基于改进蜣螂优化算法的磨削参数低碳优化
Matlab程序 语音降噪，卡尔曼滤波，维纳滤波，低通滤波，自适应滤波四合一。 程序会生成四种...
2500_94292699的博客
11-30 336
实测发现卡尔曼滤波对突发噪声效果不错，维纳滤波适合稳态噪声，低通简单粗暴，自适应滤波处理非平稳信号有点东西。下回试试结合深度学习的降噪方案，应该能再战十年。这段代码骨架里藏着三个关键点：音频读取时自动获取采样率fs，时间轴t的生成方式，以及后续处理保持采样率一致。这里把语音信号当作匀速运动物体来处理（虽然物理上有点鬼扯），但预测-更新的迭代机制确实能有效追踪信号变化。灰度原始信号和蓝色处理信号的搭配在论文里用烂了，但确实直观。Matlab程序 语音降噪，卡尔曼滤波，维纳滤波，低通滤波，自适应滤波四合一。
MATLAB 探索轴承动力学：从故障建模到数据模拟
2508_94202330的博客
12-01 499
MATLAB轴承动力学代码（正常、外圈故障、内圈故障、滚动体故障），根据滚动轴承故障机理建模（含数学方程建立和公式推导）并在MATLAB中采用ODE45进行数值计算。可模拟不同轴承故障类型，输出时域波形、相图、轴心轨迹、频谱图、包络谱图、滚道接触力，根据模拟数据后续可在此基础上继续开展故障诊断和剩余寿命预测。在机械工程领域，轴承的健康状态监测至关重要。通过 MATLAB 对轴承动力学进行模拟，我们能够深入了解不同故障类型下轴承的运行特性，为后续的故障诊断和剩余寿命预测打下基础。
人工鱼群算法（AFSA）求解车辆路径问题（VRP）MATLAB实现
wuk998的博客
12-03 237
人工鱼群算法模拟鱼类觅食、聚群、追尾等群体行为，通过个体间的协作与竞争寻找最优解
基于A*算法和概率路图的三维路径规划方法研究与Matlab实现
Dev7z的博客
12-01 352
随着机器人技术的迅猛发展，路径规划作为机器人自主导航中的核心问题之一，已经引起了广泛的研究关注。传统的二维路径规划方法在许多实际应用中已不再适用，尤其是在复杂的三维环境中，路径规划面临着更多的挑战，如地形复杂性、障碍物多样性以及路径的优化等问题。因此，三维路径规划方法成为了当前研究的热点。
DP节能动态规划与电机模型Carsim联合仿真验证之旅
2508_94198527的博客
12-01 1709
DP节能动态规划+电机模型Carsim联合仿真验证软件使用：Matlab/Simulink2021a+Carsim2019（必须一样的版本+远程调试需格外200）适用场景：采用模块化建模方法，搭建联合仿真模型，其中包含单独的基于DP动态规划节能速度规划算法(注意是单独，即离线运算)，将计算出的s-vx节能速度信息导入到Carsim联合仿真平台当中进行仿真验证。
COMSOL水力压裂模型：应力-渗流-损伤一体化模拟及效率优化
qq__27699885的博客
11-30 461
实测对比发现，同样算注水压裂10分钟过程，老方法需要8小时，新方法只要2.5小时，还不用守着电脑点"下一步"。当然也有翻车的时候，比如刚开始没控制好流体压力与损伤的耦合步长，结果算出来个蜘蛛网状的裂缝，甲方爸爸看了直呼"你这压的是奥利奥吧？先说说参数生成这档子事。[3]关于岩石的非均匀参数，例如弹性模量和渗透率等，都是通过MATLAB用Weibull分布生成，然后再导入到COMSOL中。[2]本模型用Comsol模拟注水过程中的岩石损伤，考虑完全耦合模型，无需借MATLAB计算损伤变量，计算效率高。
基于Matlab与Simulink的滑模控制六自由度水下机器人运动模型：无缝轨迹跟踪，含S-f...
2508_94202947的博客
12-03 267
在Simulink里直接拿S-function封装了状态方程，不过老铁们注意看这个骚操作——机器人位姿计算部分其实是用Matlab Function写的，两种实现方式可以像乐高一样随意替换（后面教你们怎么玩这个魔术）。基于Matlab与simulink搭建的六自由度水下机器人运动模型，采用了滑模控制，实现了轨迹无差度跟踪效果，用S-function和Matlab function搭建的，可以互相替换使用，有大量的注释说明，有说明文档。这注释风格堪称工程师的碎碎念，既有技术要点又有血泪史。
【指纹定位与KF】基于KNN的指纹定位与卡尔曼滤波，用于二维平面下融合指纹定位结果和IMU数据，附完整MATLAB代码
985工科博士毕业，专攻定位、导航和滤波等算法研究。从业10年，主要使用MATLAB
12-02 117
本文提出了一种基于KNN指纹定位与IMU融合的二维高精度定位方法。通过建立指纹数据库，采用KNN算法进行初步定位，再与IMU测量数据通过卡尔曼滤波进行融合。实验结果表明，融合后的定位误差显著降低，平均误差为1.12m，相比单独使用指纹定位（2.87m）和IMU推算（5.63m）精度分别提高了61%和80%。该方法实现了稳定可靠的室内定位，MATLAB源代码可直接运行复现结果。原创代码禁止翻卖，完整实现细节可通过订阅专栏获取。
基于非线性全变分噪声去除算法的TV去噪模型算法图像去噪重构Matlab源代码及详细注释
2504_94276515的博客
12-01 175
全变分去噪这玩意儿在图像处理圈混了二十多年依然坚挺，核心就一句话：好的图像应该光滑但保留边缘。传统的高斯滤波把图像当软柿子捏，结果边缘糊成一团。TV模型鸡贼地改用全变分当正则项，边降噪边护住边缘，今天咱们用Matlab代码拆解它的暴力美学。TV模型虽然简单，但调参得当的话，效果能吊打不少深度学习模型，特别是在计算资源受限的场合。Matlab内置的gradient函数返回横向纵向梯度，但要注意它的边界处理是镜像对称的。不过要注意，对于纹理丰富的区域可能会出现过平滑，这时候需要结合非局部均值之类的招数来补刀。
多智能体固定时间事件触发自适应滑模控制：轨迹跟踪与抗干扰的领航-跟随模式MATLAB代码
2504_94281419的博客
12-01 412
这事儿说着容易做着难，尤其是当系统存在外部干扰还要省通信资源的时候——这时候固定时间自适应事件触发滑模控制就该出场了。这时候自适应机制的表现就惊艳了——在突加2Hz正弦干扰时，传统滑模的跟踪误差会飙到0.15m，而咱们的方法能把误差压在0.02m以内。更绝的是通信次数减少了60%，这对那些靠电池续命的无人机来说简直是救命稻草。不过实测中也发现个有意思的现象：当q/p比值超过3/2时，虽然收敛时间更短，但控制力矩会剧烈抖动。这里的幂次项q/p可不是随便选的，它直接决定了系统收敛到平衡状态的时间上限。
直驱永磁同步风力发电机MATLAB仿真模型
2503_94173062的博客
12-01 324
当所有模块连好后，点下运行键的那一刻，看着示波器里渐渐稳定的d轴电流和正弦输出的三相电压，有种在数字世界驯服狂风的快感。直驱永磁同步风力发电机（PMSG）的仿真总带着点"调参工程师的浪漫"。这个公式里12是平均风速，1.2控制湍流强度，0.2Hz的正弦波模拟阵风。跑仿真时能看到功率输出会有类似心电图的小波动，这可比教科书上的恒定风速真实多了。调试时遇到过趣事：当积分项没限幅，仿真结果直接上演"转速过山车"，建议新手先把Ki设为0，只用P调稳了再加积分。有个坑是当电网频率波动时，这里的角度补偿得跟上节奏。
MATLAB红绿灯监测与亮灭识别系统
wuk998的博客
12-01 279
MATLAB红绿灯监测与亮灭识别系统
MATLAB Simulink三闭环直流电机调速系统仿真：位置、速度、电流环PI控制与PWM调...
2503_94173062的博客
12-01 413
这里有个小技巧：把速度环的输出限幅设置成电流环的输入上限，相当于给系统加了动态约束。这时候可能会发现速度震荡，别急着调参数，先把积分器的初始值设为上一环节的稳态值，能有效减少收敛时间。整个系统最核心的就是三个嵌套的PI控制器，就像俄罗斯套娃一样，电流环在内层，速度环包着它，最外层是位置环。咱们用个取巧的办法——直接把电机自带的编码器信号经过速度计算模块，既当位置环的反馈又给速度环用，省得另加传感器。先说电流环，这是整个系统的快反应部队。位置环，速度环，电流环均采用PI控制，用于控制电机的位置，转速及电流。
【PSINS进阶例程】雷达三维跟踪与EKF轨迹滤波。带坐标转换，观测为斜距、方向角、俯仰角。MATLAB编写，附下载链接
985工科博士毕业，专攻定位、导航和滤波等算法研究。从业10年，主要使用MATLAB
12-03 968
本文介绍了一个基于PSINS工具箱的IMU与雷达数据融合EKF滤波程序。程序通过多段轨迹（匀速、加速、转弯等）生成三维机动轨迹，并模拟真实IMU数据（含噪声和误差）进行惯导解算。雷达作为外部观测源提供带噪声的距离和角度测量。EKF算法融合IMU预测与雷达观测，估计位置误差和传感器偏置，通过反馈修正提高定位精度。结果显示滤波后轨迹明显优于雷达单独观测，三轴位置误差显著降低（平均误差分别降至0.2m、0.3m、0.1m左右）。程序提供了完整的误差统计和可视化对比，展示了多传感器融合在三维定位中的优势。
关于5G 下倾角调整，可以通过BSR 方式实现对称的open angle方式也可以通过CPRT的非open angle实现，这二者有什么区别和好处
06-20
### 5G下倾角调整中BSR对称Open Angle与CPRT非Open Angle的区别和优劣 在5G网络优化中，天线下倾角的调整是提升小区覆盖性能和减少干扰的重要手段之一。BSR（Buffer Status Report）作为MAC层的关键机制，用于上报UE缓存状态以优化资源分配。而在天线下倾角调整中，BSR对称Open Angle方式与CPRT非Open Angle方式各有其特点和应用场景。 #### BSR对称Open Angle方式 BSR对称Open Angle方式主要通过调整天线的垂直波束宽度来实现对称覆盖，确保上下行链路的覆盖范围一致。这种方式通常适用于对称业务场景，例如VoNR（Voice over New Radio）等实时通信业务，要求上下行链路的覆盖范围尽可能匹配[^1]。 - **优点**： - 提高了上下行链路的一致性，减少了因覆盖不匹配导致的切换或掉话问题。 - 在对称业务场景下，能够更好地满足QoS需求。 - **缺点**： - 对于非对称业务（如视频下载），可能会导致下行容量不足的问题。 - 需要精确的天线参数配置，增加了网络规划和优化的复杂度。 #### CPRT非Open Angle方式 CPRT（Coverage Performance and Resource Tradeoff）非Open Angle方式则通过不对称调整天线波束方向，优先保障某一链路（通常是下行链路）的覆盖需求。这种方式更适合非对称业务场景，例如高清视频流媒体传输，其中下行数据量远大于上行[^3]。 - **优点**： - 更好地适应非对称业务需求，提升用户感知体验。 - 可以灵活调整天线波束方向，优化特定区域的覆盖效果。 - **缺点**： - 上下行链路覆盖可能存在较大差异，可能导致切换频繁或干扰增加。 - 需要结合实际业务模型进行精细化调整，增加了运维成本。 #### 区别总结 | 特性 | BSR对称Open Angle方式 | CPRT非Open Angle方式 | |--------------------|---------------------------------------------|----------------------------------------| | **覆盖范围** | 上下行链路覆盖范围对称 | 上下行链路覆盖范围可能不对称 | | **适用场景** | 对称业务场景（如VoNR） | 非对称业务场景（如视频流媒体） | | **资源配置** | 需要精确配置天线参数 | 需要灵活调整波束方向 | | **优劣势** | 提高一致性，但可能限制非对称业务容量 | 适应非对称业务，但可能增加干扰和切换 | ```python # 示例代码：假设一个简单的天线下倾角调整算法 def adjust_tilt_angle(traffic_pattern, current_angle): if traffic_pattern == "symmetric": # BSR对称Open Angle方式 new_angle = current_angle + (current_angle * 0.1) # 假设调整比例为10% elif traffic_pattern == "asymmetric": # CPRT非Open Angle方式 new_angle = current_angle - (current_angle * 0.2) # 假设调整比例为20% return new_angle ``` ### 结论 BSR对称Open Angle方式适合对称业务场景，能够提供更稳定的上下行链路覆盖；而CPRT非Open Angle方式更适合非对称业务场景，能够灵活适应不同的业务需求。选择具体方式时，需结合实际业务模型和网络环境进行综合评估[^2]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值