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『簡體書』生产系统建模与仿真Modeling and Simulation of Production System(双语版)

書城自編碼: 3555643
分類:簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作者: 罗亚波
國際書號(ISBN): 9787568062176
出版社: 华中科技大学出版社
出版日期: 2020-09-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:HK$ 60.5

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編輯推薦:
本书由武汉理工大学工业工程专业责任教授罗亚波整理该课程十余年的教学积累,撰写而成。全书为双语版,满足多种教学环境需求。全书可分为三大部分:生产系统建模基础理论、生产系统求解方法、生产系统建模与仿真课程设计的内容。
本书可以作为工业工程专业本科生和研究生教学用书,也可以作为管理学科相关专业的教材,并为企业生产管理人员提供参考。
內容簡介:
生产系统建模与仿真是工业工程专业的一门主干课程,既涉及较深的数学理论知识,又涉及在生产运作领域的应用方法。在武汉理工大学十三五规划教材项目支持下,整理该课程十余年的教学积累,笔者撰写了这一本双语版教材。全书可分为三大部分:第1章至第4章为生产系统建模基础理论,介绍了复杂系统的主要特征、系统建模基础、生产系统优化模型、生产系统中的概率问题;第5章至第8章为,介绍了典型的传统优化方法与先进仿生算法的原理及其在生产系统求解中的应用方法;第9章介绍了生产系统建模与仿真课程设计的内容,是对前两部分所学理论与方法的一次综合实践。
本书可以作为工业工程专业本科生和研究生教学用书,也可以作为管理学科相关专业的教材,并为企业生产管理人员提供参考。
關於作者:
罗亚波,1973年出生,博士、教授、博士生导师,武汉理工大学工业工程专业责任教授。20022004年在清华大学控制科学与工程专业从事博士后研究工作;2005年获得湖北省杰出青年科学基金。在仿生算法及其应用、复杂系统优化与仿真领域开展研究工作,相关成果曾获湖北省科技进步奖一等奖、湖北省自然科学优秀学术论文奖特等奖、中国机械工业科学技术奖二等奖等。已出版专著和教材共3部,发表学术论文70余篇,获软件著作权9项。
目錄
第1章绪论(1)
1.1生产系统的特征(1)
1.2生产系统的分类(1)
1.3生产系统的演化历史(2)
1.4生产系统建模与仿真的必要性与目标(3)
第2章系统建模基础(5)
2.1系统的概念(5)
2.2系统建模的一般方法(6)
2.3NPC问题与NPHard问题(8)
2.4三类系统建模问题实例解析(12)
第3章生产系统优化模型(16)
3.1生产系统建模概论(16)
3.2单机调度模型(17)
3.3并行机调度模型(18)
3.4独立作业系统调度模型(19)
3.5作业车间调度问题(22)
第4章生产系统中的概率问题(26)
4.1概率分析方法的应用概论(26)
4.2概率论的几个基本概念(27)
4.3中心极限定理(31)
4.4队列特征分析(33)
4.5小结(37)
第5章基于复合形法的生产系统求解方法(38)
5.1复合形法的基本思想和一般步骤(38)
5.2复合形法求解实例(41)
5.3复合形法在作业车间调度优化中的应用(45)
第6章遗传算法及其在生产调度中的应用(51)
6.1遗传算法的形成和发展(51)
6.2遗传算法基础(52)
6.3遗传算法应用实例车间设备布局优化(55)
6.4遗传算法应用实例装箱问题(59)
6.5遗传算法求解作业车间调度问题(60)
6.6小结(62)
第7章蚁群算法及其在生产系统优化中的应用(63)
7.1蚁群算法概述(63)
7.2蚁群算法的基本原理(64)
7.3蚁群算法求解实例(70)
7.4小结(74)
第8章生产线平衡理论与方法(75)
8.1生产流水线(75)
8.2混流生产线(85)
第9章生产系统建模与仿真课程设计(91)
9.1课程设计任务描述(91)
9.2小规模作业车间调度问题求解示例(91)
9.3中等规模作业车间调度问题求解示例(95)
9.4小结(102)
参 考 文 献(103)
Chapter 1Introduction(108)
1.1Characteristics of the Production System(108)
1.2Classification of the Production System(109)
1.3Evolution History of the Production System(110)
1.4Necessity and Objectives of Modeling and Simulation of Production System
(112)
Chapter 2The Basis of System Modeling(114)
2.1The Concept of System(114)
2.2General Method for System Modeling(116)
2.3NPC Problem and NPHard Problem(118)
2.4Instance Analysis of Three Types of System Modeling Problem(123)
Chapter 3Optimization Model of Production System(128)
3.1Introduction of Production System Modeling(128)
3.2The Model of Single Machine Scheduling(130)
3.3The Model of Parallel Machine Scheduling(131)
3.4The Model of Independent Job System Scheduling(132)
3.5Job Shop Scheduling Problem(135)
Chapter 4The Analysis of Probability in Production System(139)
4.1Introduction to the Application of Probabilistic Analysis Method(139)
4.2Some Basic Concepts of Probability Theory(140)
4.3Central Limit Theorem(145)
4.4Queuing Characteristics Analysis(149)
4.5Summary(153)
Chapter 5Production System Solution Based on Complex Method(154)
5.1Basic Idea and General Steps of Complex Method(154)
5.2Examples of the Complex Method(157)
5.3Application of Complex Method in Job Shop Scheduling Problem(162)
Chapter 6Genetic Algorithm and Its Application in Production Scheduling(169)
6.1Formation and Development of Genetic Algorithm(169)
6.2Genetic Algorithm Foundation(170)
6.3Genetic Algorithm Application CaseWorkshop Equipment Layout Optimization
(174)
6.4Genetic Algorithm Application CasePacking Problem(179)
6.5Solving Job Shop Scheduling Problems by GA(180)
6.6Summary(183)
Chapter 7Ant Colony Algorithm and Its Application in Production System Optimization
(184)
7.1An Overview of Ant Colony Algorithm(184)
7.2The Basic Principle of Ant Colony Algorithm(185)
7.3The Case of Ant Colony Algorithm(193)
7.4Summary(198)
Chapter 8The Theory and Approach of Production Line Balance(199)
8.1Production and Assembly Line(199)
8.2Mixed Production Line(212)
Chapter 9Course Design of Production System Modeling and Simulation(219)
9.1Task Description of Course Design(219)
9.2A Case of a SmallScale Job Shop Scheduling Problem(219)
9.3A Case of a MediumScale Job Shop Scheduling Problem(223)
9.4Summary(230)
Reference(231)
Chapter 1Introduction(105)
1.1Characteristics of the Production System(105)
1.2Classification of the Production System(106)
1.3Evolution History of the Production System(107)
1.4Necessity and Objectives of Modeling and Simulating Production System
(109)
Chapter 2The Basis of System Modeling(111)
2.1The Concept of System(111)
2.2General Method for System Modeling(113)
2.3NP Complete Problem and NPHard Problem(115)
2.4Instance Analysis of Three Types of System Modeling Problem(120)
Chapter 3Optimization Model of Production System(125)
3.1Introduction toProduction System Modeling(125)
3.2TheModel of Single Machine Scheduling(127)
3.3TheModel of Parallel Machine Scheduling(128)
3.4The Model of Independent Job System Scheduling(129)
3.5JobShop Scheduling Problem(132)
Chapter 4The Analysis of Probability in Production System(136)
4.1Introduction to the Application of Probabilistic Analysis Method(136)
4.2Some Basic Concepts of Probability Theory(137)
4.3Central limit Theorem(142)
4.4Queuing Characteristics Analysis(146)
5Summary(150)
Chapter 5Production System Solution Based on Comples Method(151)
5.1Basic Idea and General Steps of Complex Method(151)
5.2Examples of the Complex Method(154)
5.3Application of Complex Method in Job Shop Scheduling Problem(159)
Chapter 6Genetic Algorithm and Its Application in Production Scheduling(166)
6.1Formation and Development of Genetic Algorithm(166)
6.2Genetic Algorithm Foundation(167)
6.3Genetic Algorithm Application CaseWorkshop Layout Optimization
(171)
6.4Genetic Algorithm Application CasePacking Problem(176)
6.5Solving Job Shop Scheduling Problems by GA(177)
6Summary(180)
Chapter 7Ant Colony Algorithm and Its Application in Production System Optimization
(181)
7.1An Overview of Ant Colony Algorithm(181)
7.2The Basic Principle of Ant Colony Algorithm(182)
7.3The Case of Ant Colony Algorithm(190)
4Application and Summary(195)
Chapter 8The Theory and Approach of Production Line Balance(196)
8.1Introduction to Production and Assembly Line(196)
8.2Mixed Production Line(208)
Chapter 9Course Design of Production System Modeling and Simulation(216)
9.1Task Description of Course Design(216)
9.2A Case of SmallScale Job Shop Scheduling Problem(216)
9.3A Case of a MediumScale Job Shop Scheduling Problem(220)
4Summary(227)
Reference(228)
內容試閱
工业工程(industrial engineering,IE)是在科学管理的基础上发展起来的一门应用性工程专业学科。美国工业工程师学会(AIIE)早在1955年,就提出了对工业工程的定义:工业工程是对人、物料、设备、能源和信息等所组成的集成系统,进行设计、改善和实施的一门学科,它综合运用数学、物理和社会科学的专门知识和技术,结合工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。
同时,工业工程专业的教育体系,在发达国家也已比较成熟,已经依据不同的专业背景,形成了很多独具特色的工业工程专业,如:美国普渡大学的工业工程专业以农业为背景,美国密歇根大学的工业工程专业则是以制造业为背景。总体而言,以美国、日本为代表的发达国家,已经形成了与其工业发展水平相应的成熟的工业工程教育体系。
相比较而言,工业工程教育在中国则还处于初级阶段。直至20世纪90年代初期,中国才在部分重点大学建立了首批工业工程专业。随着中国工业的发展,企业对工业工程的专业需求也日趋急迫,早期的工业工程专业毕业生出现了供不应求的局面。相应地,近十余年来,中国大部分大学均已开设了工业工程专业,工业工程专业已经成为中国发展快的专业之一。
由于工业工程专业教育在中国尚处于初级阶段,教材的撰写还缺乏可借鉴的经验;同时,一些课程涉及的理论与实践问题较深,需要以长期的研究工作为基础。因此,与我国工业发展阶段相适应的专业教材,目前还比较欠缺。
生产系统建模与仿真是工业工程专业的一门主干课程,既涉及较深的数学理论知识,如排队论、系统建模、优化理论、仿真方法等;又涉及在生产运作领域的应用问题,如生产系统布局优化、作业车间调度问题等。目前,国内关于该课程的成熟的教材还很少。
多年来,笔者主讲课程生产系统建模与仿真,并依托国家自然科学基金(51875430、51375357、50705072)、湖北省杰出青年人才基金、武汉市青年科技晨光计划等基金项目,在相关领域开展了长期的研究工作。本书就是通过整理该课程的教案,并结合多年来在该领域的研究工作撰写而成的。
全书主要内容如下。
第1章,绪论:在介绍生产系统的特征、分类、演化历史的基础上,着重阐述了对生产系统进行建模与仿真的必要性与目标。
第2章,系统建模基础:介绍了与复杂系统相关的基本概念和基础知识,如系统的概念、系统建模的一般步骤、NPHard问题与NPC问题等,解析了具有代表意义的三类系统建模方法。
第3章,生产系统优化模型:在系统建模的基础上,具体阐述了以生产系统为对象的建模方法,分别介绍了单机调度模型、并行机调度模型、独立作业系统调度模型,初步阐述了作业车间调度问题的相关概念。
第4章,生产系统中的概率问题:在介绍概率论、排队论的基本概念和理论的基础上,通过实例阐述了概率分析方法、排队论在生产系统建模中的应用。
第5章,基于复合形法的生产系统求解方法:首先结合实例,介绍了传统优化方法复合形法的基本思想和一般步骤,然后阐述了复合形法在作业车间调度优化中的应用。
第6章,遗传算法及其在生产调度中的应用:首先介绍了遗传算法的基本原理与实现方法,然后以车间布局优化、装箱问题为例,阐述了遗传算法在生产系统建模与优化中的应用,后详细阐述了如何应用遗传算法解决车间调度问题。
第7章,蚁群算法及其在生产系统优化中的应用:首先介绍了蚁群算法的基本原理,然后以车间调度问题、零件配送路径规划问题为实例,详细阐述了蚁群算法在生产系统建模与优化中的应用。
第8章,生产线平衡理论与方法:分别以流水线和混流生产线为例,在阐述生产线平衡的基本概念与原理的基础上,结合实例,详解了生产线平衡的建模理论与求解方法。
第9章,生产系统建模与仿真课程设计:首先描述了课程设计任务,然后以小规模和中等规模作业车间调度问题为例,阐述了课程设计任务的解决方法和步骤,后详解了采用作业车间调度优化系统进行的车间调度问题求解实验。
研究生余晗琳、张凯鹏、郝海强参与了本书的撰写与编辑工作,在此一并表示感谢!
本教材获批武汉理工大学十三五规划教材。通过本书,读者既可以系统学习建模、优化与仿真理论,又可以了解这些理论在生产系统设计中的应用方法。本书可以作为工业工程专业本科生和研究生教学用书,也可以作为管理学科相关专业的教材,并为企业生产管理人员提供参考。
当然,一本成熟的教材,需要经历长时间的教学互动磨合和积累,《生产系统建模与仿真》也不例外。我们将在今后的教学实践中,进一步完善该教材,并恳请国内外同仁多提宝贵意见。
罗亚波
2020年3月20日

 

 

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