[發(fā)明專利]基于加工時間等級的柔性作業(yè)車間調(diào)度機器選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610019013.2
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105700495B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙詩奎;石飛;韓青
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 李茜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性作業(yè)車間調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于加工時間等級的柔性作業(yè)車間調(diào)度機器選擇方法。

背景技術(shù)

柔性作業(yè)車間調(diào)度問題是傳統(tǒng)作業(yè)車間調(diào)度問題的延伸，每道工序有多臺不同的機器可供選擇，更加符合以數(shù)控機床或加工中心為基礎(chǔ)的實際車間生產(chǎn)情況，其研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。柔性作業(yè)車間調(diào)度包括機器選擇和工序排序兩個子問題，其中，機器選擇的合理性對于工序調(diào)度的最終結(jié)果有重要的影響，機器選擇是實現(xiàn)高質(zhì)量工序排序優(yōu)化的前提和基礎(chǔ)。目前，文獻中大部分FJSP求解算法一般采用的是隨機的機器選擇方式，不能夠保證初始解的質(zhì)量，因而導(dǎo)致算法的尋優(yōu)效率和搜索能力低。針對機器選擇問題，文獻“Approach by localization and multiobjective evolutionary optimization for flexible job-shop scheduling problems，IEEE Transactions on Systems，Man and Cybernetics，Part C：Applications and Reviews，2002，vol32(1)，p1-13”在考慮機器負荷均衡性的條件下，公開了一種有效的機器選擇方法，在為工序選擇機器時，選擇累加負荷小的機器。但是，該方法基于對所有剩余工序的加工時間表進行操作，增加了機器選擇過程的復(fù)雜性，對于不同類型的柔性作業(yè)車間調(diào)度問題，需設(shè)置額外參數(shù)，進行轉(zhuǎn)化。文獻“An effective genetic algorithm for the flexible job-shop scheduling problem，Expert Systems with Applications，2011，vol38(4)，p3563-3573”公開了一種全局選擇與局部選擇相結(jié)合的機器選擇方法，全局選擇機器負荷的均衡性較好，局部選擇所選擇的機器具有更短的加工時間；與上述機器選擇方法相比，該方法定義了專門的機器負荷累加數(shù)組，減小了機器選擇過程的復(fù)雜性，同時，對于不同類型的柔性作業(yè)車間調(diào)度問題，無需設(shè)置額外參數(shù)進行轉(zhuǎn)化。在此基礎(chǔ)上，文獻“基于極限調(diào)度完工時間最小化的機器選擇及FJSP求解，計算機集成制造系統(tǒng)，2014，vol20(4)，p854-865”進一步提出一種基于極限調(diào)度完工時間最小化的機器選擇初始化方法，一方面通過在工件的工序集合中隨機選擇工序擴大了機器選擇空間，另一方面通過改進工序選擇機器的具體方法步驟，在比較機器負荷的基礎(chǔ)上，再比較機器加工時間，進一步提高了機器選擇質(zhì)量。然而，該方法在滿足機器負荷均衡的條件下，仍然不能最大限度的為工序選擇加工時間短的機器，從而導(dǎo)致機器負荷和工件總工時增加，進而制約著工序排序最終的調(diào)度結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，在滿足機器負荷均衡的條件下，能夠最大限度的為工序選擇加工時間短的機器，本發(fā)明提出了一種基于加工時間等級的柔性作業(yè)車間調(diào)度機器選擇方法。

技術(shù)方案

本發(fā)明對每道工序的可選機器，根據(jù)加工時間大小進行等級劃分，加工時間越小的機器具有的優(yōu)先等級越高。為某道工序選擇機器時，初置優(yōu)先選擇的機器等級為最高。在可選機器集中，選擇加工時間等級為設(shè)定等級的機器組成優(yōu)先等級機器集合，選擇臨時負荷最小的機器組成最小負荷機器集合，計算該兩個集合的交集。如果交集不為空，在交集中任選一臺機器，否則對下一工序查找機器。如果遍歷完所有剩余工序的機器交集仍為空，則將優(yōu)先選擇的機器等級降低一級，直到交集不為空。通過對所有工序的隨機排列，可以求得多種不同的機器選擇方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種基于加工時間等級的柔性作業(yè)車間調(diào)度機器選擇方法，其特征在于：采用以下步驟：

步驟1：讀取問題數(shù)據(jù)，初始化機器數(shù)目MachNum、機器集合Machine{}、所有工序組成的工序集合AllOperation{}、所有的工序數(shù)目Length、加工時間數(shù)組ProcTime()，設(shè)置一個機器負荷數(shù)組MachLoad(MachNum)；

步驟2：根據(jù)加工時間數(shù)組ProcTime()每道工序可選機器加工時間的大小，給加工時間等級數(shù)組ProcTimeRank()賦值；

步驟3：初始化機器負荷數(shù)組MachLoad()，每一個元素值為0；