[發明專利]一種高效的航空發動機裝配車間調度系統

在審

• 申請號: 201711117181.6
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107831746A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 劉興高;應炅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及航空航天領域，具體地，涉及一種高效的航空發動機裝配車間調度系統。

背景技術

航空發動機的裝配過程是航空發動機的整個生產過程的最后一道工序，同時也是最重要的一道工序，在發動機的整個生產過程中具有十分重要的作用。對航空發動機裝配車間的調度問題進行研究具有很重要的意義：既可以利用現有的調度算法對其進行優化調度，推進調度算法的應用，又可以提高企業的生產管理水平和發動機的裝配質量。

對于航空發動機裝配車間來說，調度系統的主要目的在于能夠根據車間的狀態信息，提供最優化的裝配加工方案，提高企業的生產效率和發動機的裝配質量，給企業帶來最大化的經濟效益。目前，已有不少調度算法在航空發動機裝配過程中得到了應用，但仍存在著算法求解速度較慢，調度結果非最優的問題。

發明內容

為了克服目前航空發動機裝配調度系統實時性較差、調度結果往往非最優的不足，本發明提出了一種高效的航空發動機裝配車間調度系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高效的航空發動機裝配車間調度系統，該系統由信息輸入模塊、方案初始化模塊、方案尋優模塊和調度方案輸出模塊組成。四個模塊依次連接，以信息輸入模塊、方案初始化模塊、方案尋優模塊和調度方案輸出模塊的順序進行數據傳輸。該系統應用基于變鄰域搜索算法的群智能優化方法，生成最優調度方案，系統運行具體包括以下幾個步驟：

1)已知需要裝配n臺發動機，發動機可以記做集合J＝{1,2,…,n}，每個發動機需要完成k道工序才能完成裝配，每道裝配工序i由m_i個工人同時進行操作，i＝1,2,…,k，將每臺發動機的裝配過程視作k個工序的一個序列，每臺發動機必須按照工序順序進行裝配，只有在上一道工序裝配完成后才能進行下一道工序的裝配。一臺發動機中的每道工序都需要一人或多人同時連續地裝配一段時間。用size_ij與p_ij表示發動機j在第i道工序所需的工人數量與裝配時間；i＝1,2,…,k，j∈J。已知size和p矩陣，上傳至信息輸入模塊。

2)參數設置，種群個體數N、最大迭代次數t_max、隨機參數α、個體吸引力β₀、介質吸收率γ；其中令N＝20，t_max＝500，α＝0.5，β₀＝0.2，γ＝1。

3)種群個體初始化。

生成種群X＝(x₁,x₂,…,x_N)，種群中的第s個個體x_s＝(x_s1,…,x_sn)，，x_sj為0～n之間的實數，s∈{1,2,…,N}，j∈{1,2,…,n}。由于個體x_s的坐標是連續的實數，而裝配序列是離散的整數序列，用最小排序方法將連續坐標轉化為裝配序列，即將個體x_s＝(x_s1,…,x_sn)的各個維度從小到大排序，排序的序號構成的整數序列作為第一道工序的裝配序列π₁。

4)計算每個個體對應的總裝配完成時間C_max。

螢火蟲算法的目標函數為序列對應的總裝配完成時間C_max。本發明基于先到先得的原則，根據各發動機前一道工序的裝配完成時間順序構造下一道工序的裝配序列，然后根據一定規則對生成的裝配序列進行適當調整，靈活地進行裝配排序，減少裝配過程的空閑時間，最終得到最優的調度方案及總裝配完成時間C_max。

4.1)i＝1時，根據構造出第1道工序的調度方案。其中h∈J，π₁(h)表示序列π₁中第h個元素對應的發動機，表示第π₁(h)個發動機在第1道工序所需的工人數量。

4.2)將各發動機第i道工序的裝配完成時間進行非遞減順序排序，得到第i+1道工序的裝配序列π_i+1。對于任意的π_i(h)和π_i(l)，h,l∈J，當且h<l時，進行π_i+1排序時假定

4.3)令j＝1，根據適當規則調整序列π_i+1中第j和j+1個發動機的次序。