[發明專利]一種分布式鋁型材生產過程的優化調度方法

在審

• 申請號: 201810735219.4
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN109002016A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 錢斌;楊曉林;胡蓉
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種分布式鋁型材生產過程的優化調度方法，其特征在于：通過確定原材料在工廠間的分配及工廠內的鋁型材生產過程調度模型和優化目標，并使用基于改進的化學反應算法的優化調度方法對目標進行優化；其中，調度模型依據工廠分配規則和每臺生產設備上所加工原材料的最大完工時間來建立，同時優化目標為最小化最大完工時間C_max(δ):

C_max＝max{C(1),C(2),…,C(f)}

式中，工廠數為f、原料數為n、每個工廠內有m臺機器，該優化調度問題的一個解為δ＝{δ(1),δ(2),...,δ(n)}；每個工廠k都是流水車間調度，n種原料分配到不同的工廠進行精餾加工；每個工廠k分配n_k種原料，O_i,j表示原料i在機器j上的操作并規定該操作開始后將不允許中斷；每個工廠內的每一個操作O_i,j都有相應的標準加工時間p_i,j，每個加工操作O_i,j的完工時間為C_i,j,π^k表示工廠k的原料精餾加工序列，π^k(i)表示π^k中第i個位置的原料；每個工廠的加工完工時間為C(k)，調度的目標為在原料排序的集合Φ中找到一個δ*，使得最大完工時間C_max(δ)最小；

所述基于改進的化學反應算法的優化調度方法具體為：

Step1、種群、參數初始化：采用隨機生成方式初始化種群，隨機生成popsize個個體，構成種群規模為popsize的初始種群；初始化MoleColl，MoleColl∈[0,1]，MoleColl決定下次分子發生碰撞的類別；初始化MCK，MCK表示分子間反應操作數占總操作數的百分比；初始化MCLR，MCLR∈[0,1]，MCLR表示一個分子中動能損失的最大限度；初始化IKE，IKE表示分子的初始動能；初始化α與β，這兩個參數控制著分解反應與合成反應的閾值；

其中，改進的化學反應算法以待加工原料的生產排序作為編碼方式，δ＝{δ(1),δ(2),...,δ(n)}，即一個分子，其中，n表示待加工的原料總數；利用最遲完工工廠規則(Latest Completion Factory,LCF)作為解碼方式，將原料分配到各工廠；

Step2、單分子反應判別：生成隨機數b，b∈[0,1]，若隨機數b大于MoleColl則執行Step3，否則執行Step6；

Step3、單分子反應：隨機在當前種群中選擇一個分子，對該分子執行與墻壁的輕微碰撞；

Step4、分解條件判別：如果在α次與墻體的輕微碰撞中滿足分解操作，則執行Step5，否則轉至Step3；

Step5、分解反應：隨機生成兩個新的分子，轉至Step9；

Step6、兩分子反應：隨機在當前種群中選擇兩個分子，對這兩個分子執行分子間的輕微碰撞；

Step7、合成條件判別：如果分子間輕微碰撞后的動能小與閾值β，執行Step8，否則轉至Step6；

Step8、合成反應：對兩個分子發生合成反應，轉至Step9；

Step9、更新種群：對新生成的分子進行評價，并更新當前種群；

Step10、局部搜索：對當前種群最優個體執行基于Insert和Swap的局部搜索；

Step11、終止條件判別：設定終止條件為算法運行時間T＝50×n，如果滿足，則輸出“最優個體”；否則轉至步驟Step2，反復迭代，直至滿足終止條件為止。