[發明專利]一種基于蟻群算法的多目標的工件調度方法及裝置

有效

• 申請號: 201810289311.2
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108563200B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 賈兆紅;吳超
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G05B19/418
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種基于蟻群算法的多目標的工件調度方法及裝置，方法包括：在當前次迭代時，建立第一預設數量只螞蟻，建立空批；獲取信息素矩陣，以及目標偏好向量，并獲取當前加工設備；將空批作為當前加工設備的第一當前批；將第一待加工工件調度至第一當前批中；將第二待加工工件加入當前候選列表中直至所有第二待加工工件都被調度；更新當前次迭代的下一次迭代的信息素矩陣；判斷當前次迭代對應的迭代次數是否等于第二預設閾值；若否，更新迭代次數，并返回執行建立空批的步驟；若是，將當前次迭代過程中全局最優完工時長以及全局最優能耗對應的調度方案作為目標調度方法。應用本發明實施例，可以實現工件的多目標調度。

技術領域

本發明涉及一種多目標的工件調度方法，更具體涉及一種基于蟻群算法的多目標的工件調度方法及裝置。

背景技術

批處理機調度(簡稱批調度)問題是一類有著很強應用背景的組合優化問題，存在于實際生活中的許多領域，例如，醫院的滅菌服務的洗滌處理領域或者工件的加工領域。以醫院的滅菌服務的洗滌處理領域為例，在外科手術完成后，需要對可重復使用的醫療器械進行滅菌和消毒，因為它們在滅菌后會被重新使用。每個套裝的重要程度不一樣，洗滌每組套裝持續的時間是不相同的。洗滌設備具有固定的容量，只要不超過該容量，它們可以同時處理多個套裝。另外，由于醫學器械專用要求中所要求的組織性和可追溯性，一個套裝通常只能在一臺洗滌設備中洗滌，不允許分開。因此，能否高效利用這些洗滌設備進行洗滌，將會嚴重影響滅菌處理的效率。通過將套裝看作工件，自動洗滌設備看作批處理機，可以將套裝的洗滌問題抽象為平行批處理機上工件總加權完工時長的最小化問題。而且，工件總加權完工時長(也可以稱作加權流水時間)也是減少處理庫存成本的關鍵參數，因此，求解該問題對于實現資源的高效管理和調度是非常重要的。另外，在實際應用中，可以將批處理機作為加工設備看待。

目前，通常使用蟻群算法進行批處理調度設計。通常情況下，在每一次迭代過程中，為每一只螞蟻對應的預設數量的加工設備中的每一臺加工設備，建構多個批，然后將待加工工件調度至該只螞蟻對應的所有批中；依次將對所有只螞蟻進行批的構建和待加工工件的調度。然后將當前次迭代的對應的全局最優解作為下一次迭代時信息素矩陣更新的依據，進而進行下一次迭代，直至最后一次迭代選擇出全局最優解。需要說明的是，全局最優解為，第一次迭代至當前次迭代的過程中產生的最優解。

現有技術中進行批處理機調度，依據的是各個批處理機也就是加工設備的功率一致，進行單目標優化，也就是進行加工時長的優化。但是，在實際應用場景中，各個加工設備的功率可能存在差別，按照現有技術的調度方法進行調度，會存在雖然加工時長最短，但是能耗較高的問題，不能同時兼顧多目標的優化，也就是加工時長與加工設備能耗的優化，因此，如何進行多目標的工件調度是亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供了一種基于蟻群算法的多目標的工件調度方法及裝置，以實現多目標的工件調度。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：

本發明實施例提供了一種基于蟻群算法的多目標的工件調度方法，所述方法包括：

在當前次迭代時，建立第一預設數量只螞蟻，針對第一預設數量個螞蟻中的當前只螞蟻建立空批；

獲取所述多目標中的每個目標的信息素矩陣，以及預設的針對所述當前只螞蟻的目標偏好向量，并針對第二預設數量個加工設備中的每一加工設備，獲取每一目標與對應的目標偏好向量之積的和最小的加工設備，并將所述加工設備作為當前加工設備；其中，所述目標包括：能耗、加工時間；

將所述空批作為所述當前加工設備的第一當前批；并將待加工工件中的第一待加工工件調度至所述第一當前批中；將所述待加工工件中，除所述第一待加工工件之外的第二待加工工件加入所述第一當前批對應的當前候選列表中；

判斷是否存在未被調度的待加工工件；