[發明專利]一種求解多工藝路線作業車間調度的分層優化算法

在審

• 申請號: 201610079090.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN106611232A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 黃超杰;胡成華
• 申請（專利權）人: 四川用聯信息技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種求解多工藝路線作業車間調度的分層優化算法，該算法涉及計算機執行制造系統領域，具體地涉及多工藝路線作業車間調度領域，該算法基于目標級聯法的分層優化模型，通過多層協調優化和制造單元聚類，結合改進的遺傳算法搜索全局最優解，其特征是：該算法的實施步驟如下：

步驟1：初始化算法參數集，包括各層的允許誤差值： 、，反饋給上層的響應值：、迭代次數CN及進化代數VN；

步驟2：在工藝規劃層，根據工件的多工藝設置路線選擇變量；

步驟3：在單元規劃層，應用因子分析法構造虛擬制造單元及工件到制造單元的初始分布，組成動態工件族，通過基因譜描述其過程；

步驟4：在工件調度層，在各制造單元和工件族上，隨機生成N個個體作為初始種群，應用擇優選擇、POX交叉、交換變異，以盡早加工為準則對各基因進行解碼，計算其適應值，最終獲得每個制造單元的最優調度方案；

步驟5：反饋各制造單元的完工時間給單元規劃層，并計算反應偏差和全局目標值，如果偏差小于允許誤差，發送單元規劃層的響應值給工藝規劃層，使其判斷迭代次數是否超過CN，如果是則轉步驟6，否則更新所有工藝路線，進行下一次優化；如果偏差超過允許誤差，在制造單元對基因譜執行標準交叉算子然后轉步驟4；

步驟6：輸出保留最小總目標值的最優結果，優化結束。

2.根據權利要求1所述的一種求解多工藝路線作業車間調度的分層優化算法，其特征是：本算法根據目標級聯法的分層優化原則，把多工藝路線作業車間調度問題分為三層：工藝規劃層、單元規劃層、工件調度層，工藝規劃層為所有工件選擇最佳工藝路線，單元規劃層對所有機器聚類制造單元，工件調度層在各制造單元上調度工件。

3.根據權利要求1所述的一種求解多工藝路線作業車間調度的分層優化算法，其特征是：

步驟2的變量選擇方式如下：

0≤x₀₁≤l(4)

式1表示工藝規劃層所有工件的最短完工時間；式2指該層的響應值，即制造單元最慢進度值；式3指該層的允許誤差；式4指設計變量。式中：T₀指批量訂單的交貨期，為系統總目標；為工藝規劃層的響應值，其值等于制造單元最長完工時間；指工藝規劃層設置的制造單元M_k(k＝1，2，...，m)的響應值， 指單元規劃層向工藝規劃層反饋的響應值；ε₀指工藝規劃層允許的誤差；l指最大工藝路線數量。

4.根據權利要求1所述的一種求解多工藝路線作業車間調度的分層優化算法，其特征是：步驟3用因子分析法將所有機器聚類為制造單元，步驟如下：首先建立相關系數矩陣，然后用主成分分析法確定矩陣的特征值和特征向量，最后通過因子旋轉獲得最優制造單元，此外，通過基因譜描述工件到各制造單元的分配過程。