[發明專利]基于量子行為粒子群算法的生產制造過程優化方法和裝置

有效

• 申請號: 201710867441.5
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107730029B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 姜雪松;王潤澤;逄煥君
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發明公開了一種基于量子行為粒子群算法的生產制造過程優化方法，包括以下步驟：以氧氣消耗量、重油的消耗量、機器的消耗成本和生產線上爐內氣壓為優化目標，以時間和資源約束作為約束條件，構建多目標制造過程優化模型；采用量子行為粒子群算法對所述多目標制造過程優化模型進行求解。本發明為生產制造過程的優化提供了一種定量的方式，較之前根據經驗的調整方式更為合理，且準確性高，有助于優化資源配置。

技術領域

本發明屬于生產制造優化調度領域，尤其涉及一種基于量子行為粒子群算法的生產制造過程優化方法和裝置。

背景技術

制造業直接體現了一個國家的生產力水平，是區別發展中國家和發達國家的重要因素，制造業在世界發達國家的國民經濟中占有重要份額。同時，制造業是我國的核心力量和支撐行業，我國的制造業發展迅速，但是仍存在生產率低，浪費嚴重等不足，作為經濟社會發展的重要依托，制造業是我國城鎮就業的主要渠道和國際競爭力的集中體現。在《中國制造2025》提出下，制造業亟需轉型，而目前生產調度最迫切就是在利益的前提下做到節能減排，依靠科技創新，減少污染物的排放。對于許多領域的調度問題常常需要考慮多個目標的優化，如企業經濟效益、生態效益、社會效益以求出對企業最有利的實施方案，這就需要用到多目標規劃方法來解決問題。目前，我國現在生產技術尚未達到生產綠色化，依然存在大量的生產問題。實際車間生產的過程中，主要存在的問題如下：(1)生產工藝繁瑣，車間生產柔性比較差；(2)記錄的生產數據并沒有進行優化處理，按照以往的經驗來調節原材料能源等的輸入量，達不到生產的優化要求，造成資源的不合理配置和浪費。

因此，如何進行實際生產制造過程的優化，實現經濟和生態的效益最大化，是本領域技術人員目前迫切解決的技術問題。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于量子行為粒子群算法的生產制造過程優化方法和裝置。基于實際生產制造數據，確定多個目標函數和約束條件，構建制造過程多目標優化模型，然后采用基于量子行為粒子群算法進行模型求解。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于量子行為粒子群算法的生產制造過程優化方法，包括以下步驟：

步驟1：以氧氣消耗量、重油的消耗量、機器的消耗成本和生產線上爐內氣壓為優化目標，以時間和資源約束作為約束條件，構建多目標制造過程優化模型；

步驟2：采用量子行為粒子群算法對所述多目標制造過程優化模型進行求解。

進一步地，所述多目標制造過程優化模型為：

miny＝F(x)＝{f₁(x),f₂(x),f₃(x),f₄(x)}

所述f₁(x),f₂(x),f₃(x),f₄(x)分別表示氧氣消耗量、重油的消耗量、機器的消耗成本和生產線上爐內氣壓四個目標函數。

進一步地，其中，氧氣消耗量：f₁(x)＝minX_ijkW_ijk；

重油消耗量：f₂(x)＝minX_ijkH_ijk；

機器消耗功率：f₃(x)＝X_ijkP_ijk；

反應爐內的氣壓：f₄(x)＝minX_ijkQ_ijk；