[發(fā)明專利]基于改進元胞機的多品種多工藝多單元制造調度方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210336567.7
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102968057A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳勇;陶維棟;邱曉杰;陳亮;鄭鑫帆
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本發(fā)明涉及多品種多工藝多單元制造系統(tǒng)，尤其是一種多品種多工藝多單元制造調度方法。?

背景技術

隨著全球化市場競爭激烈，企業(yè)在生產過程中需要對市場進行快速響應，根據(jù)客戶需求研發(fā)和制造個性化產品，因此多品種多工藝多單元制造模式逐漸成為中小企業(yè)的主要生產模式。此類生產模式產品為多品種、小批量，生產組織方式趨于單元化布局，是一種完全離散的復雜系統(tǒng)。?

通過Petri網(wǎng)和生產系統(tǒng)的映射關系，對制造系統(tǒng)建模，構造Petri網(wǎng)多目標優(yōu)化算法，并結合遺傳算法對經(jīng)典作業(yè)車間調度的模塊，以eM-Plant進行建模仿真，求解出規(guī)模較小的作業(yè)單元的調度方案，但對于復雜的作業(yè)車間則未能驗證模型的魯棒性。?

也有人研究了小批量、多品種、訂單式生產系統(tǒng)的生產調度問題，也采用Petri-Net建立一般調度模型，運用最短優(yōu)先處理規(guī)則和深度優(yōu)先規(guī)則來搜索局部最優(yōu)解。不足之處在于沒有對運行過程進行實時仿真，因而無法進行動態(tài)監(jiān)控，調度方案也存在魯棒性不強的問題。?

在傳統(tǒng)的作業(yè)車間調度基礎上，放寬了資源約束的條件，采用工件在設備上的等待時間最短和其相對剩余加工時間最大這兩條優(yōu)先規(guī)則，解決了一機多件的工件排序問題和一件多機的設備選擇問題，提出了利用ID3決策樹方法提取組合規(guī)則的運算思想，解決了多品種多工藝多單元生產中經(jīng)常碰到的實際問題。但設備并非唯一的約束，不確定因素考慮的方面有局限性。?

發(fā)明內容

為了克服已有多品種多工藝多單元制造系統(tǒng)調度方案的無法進行動態(tài)監(jiān)控、?魯棒性不強的不足，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控、魯棒性良好的基于改進元胞機的多品種多工藝多單元制造調度方法。?

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種基于改進元胞機的多品種多工藝多單元制造調度方法，所述調度方法包括以下步驟：?

1）建立車間調度系統(tǒng)的元胞自動機模型，模型表達式如下：?

A_s={L₂,S,N,R,F_s}（4）?

式（4）中：?

A_s—多品種多工藝多單元制造企業(yè)生產車間調度系統(tǒng)元胞自動機模型；L₂—d=2，二維網(wǎng)格機構；S—工位元胞的狀態(tài)；N—領域元胞狀態(tài)；R—約束條件；F_s—調度規(guī)則；?

車間調度系統(tǒng)約束條件如下：?

（a）每個工件都是依照一定的工藝順序進行加工的，只有前一道工藝加工完畢才能進入下一工位進行加工，這是工藝約束條件，用數(shù)學公式描述如下：st_ij≥et_i(j-1)其中，i＝1,2,...,n；j=1,2,...,m????（5）?

式（5）中：?

st_ij-Starting?Time，表示第i個工件的第j道工序的加工開始時間；et_ij-Ending?Time，表示第i個工件的第j道工序的加工結束時間；?

因此，第i個工件的第j道工序的加工開始時間必然在第j-1道工序結束之后；?

（b）每臺機器每個時間段只能同時加工一個工件，只有當一個工件結束加工后才能開始加工下一工件，這是機器的能力約束條件，用數(shù)學公式描述如下：?

st_ij≥et_(i-1)j其中，i＝1,2，...,n；j=1,2,...,m????（6）?

式（6）中：?

只有當?shù)趇-1個工件的第j道工序加工結束，第i個工件的第j道工序才能在同一臺設備上進行加工；?

（c）工件在機器上加工時不能被打斷，直至該工序加工完畢；?

2）建立多目標函數(shù)，所述多目標函數(shù)的條件為：?

2.1）工件所有工序最大完成時間最短：工件i在機器j上的加工時間記作T_ij，工件離開整個加工系統(tǒng)的時間為?將各個子目標函數(shù)進行統(tǒng)一，因此第一個子目標函數(shù)為?