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| 編輯推薦： |
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从智能制造国家战略需求出发，以复杂生产与运输过程为背景，将基础研究与应用研究相结合，将调度理论与博弈理论相结合，提炼出一系列生产运输调度问题，并设计算法获取最优调度及均衡调度
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| 內容簡介： |
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本书聚焦智能制造下生产与运输问题中多目标优化与多主体博弈特征，基于调度理论及博弈理论研究生产与运输协调优化问题。综述了生产与运输协调调度及博弈理论在调度问题中的研究现状，主要讨论和介绍比例流水车间合作博弈调度、柔性流水车间合作博弈调度、单台批处理机生产与运输合作博弈调度、双机流水车间生产与运输非合作博弈调度以及考虑机器故障的并行机生产与运输非合作博弈调度等问题的优化模型、博弈模型、博弈性质及求解方法。
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| 關於作者： |
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宫华，二级教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家，入选“兴辽英才计划”教学名师、辽宁省本科教学名师、辽宁省“百千万人才工程”百层次人选。国家一流本科课程负责人、辽宁省一流本科专业建设点负责人、辽宁省一流本科课程、精品资源共享课程负责人，现任沈阳理工大学理学院院长。获教育部产学合作协同育人优秀项目案例1项，获辽宁省研究生教学成果一等奖、辽宁省本科教学成果二等奖等3项，主持省部级教研教改项目10余项。主持国家自然科学基金等省部级项目18项，发表学术论文70余篇，其中SCI/EI收录42篇。出版学术专著1部，主编教材4部，授权发明专利4项。中国运筹学会排序分会常务理事、中国仿真学会智能仿真优化与调度专委会常务委员、辽宁省高等学校数学类专业教指委委员、沈阳市数学会副理事长等。荣获辽宁五一劳动奖章、全国大学生数学建模竞赛优秀组织工作者、沈阳市高校优秀教师等荣誉称号。
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| 目錄：
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目录
第1章 绪论1
1.1 智能制造生产物流博弈背景1
1.1.1 智能制造下的生产物流1
1.1.2 生产物流中的博弈特征2
1.2 流程工业生产运输博弈特征分析3
1.2.1 流程工业生产运输中的博弈特征3
1.2.2 钢铁企业的生产运输特征5
1.3 生产与运输协调问题研究现状6
1.3.1 生产与工序间运输协调调度问题7
1.3.2 生产与成品配送协调调度问题8
1.3.3 流程工业中的生产物流调度问题8
1.4 生产调度博弈问题研究现状9
1.4.1 生产调度问题的合作博弈9
1.4.2 生产调度问题的非合作博弈10
第2章 博弈基本理论13
2.1 博弈的基本概念13
2.1.1 博弈基本要素13
2.1.2 博弈的表述形式15
2.2 合作博弈的解16
2.3 非合作博弈的纳什均衡23
第3章 博弈调度及强化学习25
3.1 合作博弈调度25
3.1.1 单机合作博弈建模26
3.1.2 单机合作博弈性质分析27
3.1.3 单机合作博弈中的分配29
3.2 非合作博弈调度及协调机制30
3.3 强化学习32
3.3.1 基本模型和原理33
3.3.2 强化学习基本概念34
3.3.3 马尔可夫决策过程34
3.3.4 强化学习算法36
第4章 带交货期的比例流水车间合作博弈调度39
4.1 引言39
4.2 问题描述40
4.3 合作博弈调度模型及性质分析41
4.4 基于β规则的成本节省分配43
4.5 混合差分进化算法求解联盟最优调度44
4.5.1 编码45
4.5.2 变异45
4.5.3 交叉46
4.5.4 选择47
4.5.5 HDE整体流程47
4.5.6 HDE的性能分析48
4.6 算例仿真及分析49
4.7 本章小结51
第5章 带交货期的柔性流水车间合作博弈调度52
5.1 引言52
5.2 问题描述53
5.3 合作博弈调度模型及性质分析55
5.4 基于Shapley值的成本节省分配58
5.5 算例仿真及分析59
5.6 本章小结61
第6章 单台批处理机生产与运输合作博弈调度62
6.1 引言62
6.2 问题描述63
6.3 合作博弈建模65
6.4 调度问题(N ， ω， σ0)的合作博弈65
6.4.1 合作博弈性质分析66
6.4.2 合作博弈成本节省分配67
6.4.3 算例仿真及分析68
6.5 调度问题(N ， T ， P ， ω， σ0)的合作博弈69
6.5.1 调度问题的转化69
6.5.2 Q-learning算法求解联盟最优调度73
6.5.3 算例仿真及分析76
6.6 本章小结80
第7章 带尺寸约束的双机流水车间生产与运输非合作博弈调度81
7.1 引言81
7.2 问题描述82
7.3 非合作博弈建模83
7.4 Q-learning算法求解均衡调度85
7.4.1 调度问题的转化85
7.4.2 基于值函数逼近的Q-learning算法89
7.5 算例仿真及分析91
7.5.1 实验环境及参数设置91
7.5.2 实验结果及分析92
7.6 本章小结96
第8章 考虑机器故障的并行机生产与运输非合作博弈调度97
8.1 引言97
8.2 问题描述98
8.3 带有机器故障的重调度非合作博弈模型100
8.4 并行机生产后运输协调调度问题的求解101
8.4.1 基于强化学习的生产阶段预调度101
8.4.2 基于动态规划的运输阶段分批调度105
8.4.3 机器故障的重调度策略105
8.4.4 纳什均衡搜索算法106
8.5 数值算例及分析107
8.5.1 实验环境及参数设置107
8.5.2 实验结果及分析107
8.6 本章小结115
第9章 总结与展望116
参考文献118
名词列表128
附录A 英汉排序与调度词汇130
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| 內容試閱：
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前言
智能制造下生产与运输协调优化是微观视角下产品、设备、运输、资源与能耗等多维度的协同优化与博弈决策，具有强耦合性、不确定性和多目标性。如何围绕多目标、多工序、多约束的生产运输全流程要素，对生产与运输协调多目标优化进行机理研究，是优化能源消耗、生产成本、生产效率等综合指标的关键。生产与运输过程中多目标优化与多主体博弈增加了调度的复杂性与建模求解的难度，企业智能制造流程要实现生产运输动态有序、协调连续运行和多目标整体优化，需要在建模方法、优化算法、协调机制等方面进一步深度探索。本书考虑生产与运输过程中的多目标优化与博弈特征，基于调度理论以及博弈理论研究工业流程生产中的生产运输调度问题，以实现企业生产运输协调运行以及多目标整体优化。
本书从智能制造国家战略需求出发，以复杂生产与运输过程为背景，将基础研究与应用研究相结合，将调度理论与博弈论相结合，提炼出典型生产与运输协调多目标调度问题，探索不同车间生产环境下的生产运输调度理论、博弈建模理论以及求解问题的数学规划、智能优化与强化学习方法，并以钢铁企业为背景进行应用研究。以博弈视角研究生产运输调度理论与建模优化，有助于推动调度理论与博弈理论的交叉融合与前沿发展，有助于提高智能制造生产效率、降本增效，为提升企业智能化水平提供决策依据。全书共分为9章。第1章绪论介绍智能制造下生产与运输问题中的博弈特征，并综述生产运输协调调度及博弈理论在调度问题中应用的发展现状；第2章和第3章分别介绍博弈的基本理论、基本博弈调度及强化学习方法；第4章～第6章分别利用合作博弈理论研究比例流水车间、柔性流水车间调度问题，以及单台批处理机生产运输协调调度问题，分析合作博弈性质，并给出合理的成本分配方法；第7章和第8章分别利用非合作博弈理论研究双机流水车间生产运输协调调度问题，以及考虑机器故障的并行机生产后运输协调调度问题；第9章对全书进行总结与展望。
本书受兴沈英才计划教学名师项目（XSMS2206003）、辽宁省教育厅高等学校基本科研项目（JYTMS20230201）、辽宁省教育科学研究基地专项重点课题（JG24JDA13）支持。
本书既可供高等院校运筹学与控制论、管理科学与工程、控制科学与工程等专业的教师和研究生使用，也可供相关领域的科研工作者参考。由于作者的水平有限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。
作者
2025年1月
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