[發(fā)明專利]一種基于需求驅(qū)動的不相容工件組在線分批加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710405175.4
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107133703A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚琦;王永青;肖奕霖;唐昊
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于需求驅(qū)動的不相容工件組在線分批加工方法。

背景技術(shù)

調(diào)度在大多數(shù)生產(chǎn)制造系統(tǒng)以及信息處理環(huán)境中扮演著重要的角色。在生產(chǎn)制造業(yè)中，合理的調(diào)度方案可以大幅提高生產(chǎn)效益和資源利用率，節(jié)省生產(chǎn)成本，從而增強企業(yè)的競爭力，推動生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展。不相容工件組的分批加工問題屬于調(diào)度問題，其廣泛存在于生產(chǎn)生活中，如鋼鐵生產(chǎn)、生物制藥、金屬鍍膜和貨物運輸?shù)取Ｓ捎谏a(chǎn)調(diào)度問題的廣泛性和重要性，國內(nèi)外學(xué)者對該領(lǐng)域進行了深入的研究；但是，過去的研究主要集中在工件加工信息確定的問題。Lozano等人以安防玻璃制造為研究背景，針對安防玻璃的預(yù)熱、加工和冷卻等分批加工過程進行優(yōu)化控制，其中相同防護等級的待制品屬于相容工件組，并且假設(shè)工件的處理時間確定可知，見文獻Lozano A J,MedagliaA.Scheduling ofparallel machines with sequence-dependentbatches andproduct incompatibilities in an automotive glass facility[J].Journal ofScheduling,2014,17(6):521-540。

由于現(xiàn)實生產(chǎn)環(huán)境中的調(diào)度問題通常是多約束、多目標(biāo)、具有隨機性的不確定優(yōu)化問題。通過確定性調(diào)度方法獲得的調(diào)度方案應(yīng)用在調(diào)度信息具有隨機性的現(xiàn)實生產(chǎn)環(huán)境中，將引起生產(chǎn)系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運行、加工浪費以及生產(chǎn)效率低下等現(xiàn)象。此外，已有生產(chǎn)系統(tǒng)通常以最大化系統(tǒng)生產(chǎn)效率為目標(biāo)；但是在現(xiàn)代化市場中，顧客或下游廠商對產(chǎn)品具有個性化和隨機性需求，所以單純的以生產(chǎn)效率最大化為目標(biāo)的企業(yè)必將出現(xiàn)產(chǎn)能過剩和生產(chǎn)浪費現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種基于需求驅(qū)動的不相容工件組在線分批加工方法，以期能對需求驅(qū)動下的生產(chǎn)加工系統(tǒng)進行有效的在線優(yōu)化控制，從而能在滿足隨機需求的同時減少生產(chǎn)資源以及庫存空間的浪費。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于需求驅(qū)動的不相容工件組在線分批加工方法的特點是應(yīng)用于由傳送帶、工件、自動搬運設(shè)備、緩存庫、批處理機器和成品庫組成的在線生產(chǎn)系統(tǒng)中；在所述在線生產(chǎn)系統(tǒng)中，工件隨機到達，并存放在所述緩沖庫中等待所述批處理機器加工，加工完成的工件存放在所述成品庫中；假設(shè)所述緩沖庫和成品庫中各存在m個不相容工件組，令所述緩沖庫中屬于第j個不相容工件組的工件個數(shù)為bf_j、所述成品庫中屬于第j個不相容工件組的工件個數(shù)為bk_j；從所述成品庫的m個不相容工件組中各取一個工件所形成的一套成品即能響應(yīng)隨機到達的一次需求；所述基于需求驅(qū)動的不相容工件組在線分批加工方法是按如下步驟進行：

步驟1、定義所述在線生產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)空間Φ＝{s|s＝(bf₁,bf₂,…,bf_m,bk₁,bk₂,…,bk_m)}，其中，s為所述狀態(tài)空間Φ中的任一狀態(tài)，s∈Φ；

定義所述在線生產(chǎn)系統(tǒng)的行動空間為D＝{v₀,v₁,…,v_j,…,v_m}；v₀表示所述批處理機器等待一個工件到達緩沖庫中，v_j表示所述批處理機器選擇第j個不相容工件組進行加工；

定義所述在線生產(chǎn)系統(tǒng)的決策時刻為所述批處理機器空閑，且有一個工件到達所述緩沖庫的時刻，或為所述批處理機器完成加工的時刻；

步驟2、利用所述在線生產(chǎn)系統(tǒng)在所有歷史狀態(tài)下所采取的行動來初始化控制策略表；

步驟3、定義變量k，并初始化k＝1，設(shè)置玻爾茲曼常數(shù)K和溫度T；

定義Q值表中的元素為狀態(tài)-行動對值，并初始化所述Q值表中的元素均為“0”；