[發明專利]一種考慮工具不完全滿足的異步并行拆卸序列規劃方法

有效

• 申請號: 201910697848.7
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110598974B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 裘樂淼;徐鵬程;王自立;王陽
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種考慮工具不完全滿足的異步并行拆卸序列規劃方法，涉及工業自動化技術領域。該拆卸序列規劃方法主要包括四個步驟：1)采用結合操作者序列與零部件序列的雙向量拆卸序列進行編碼，并建立優先級前驅向量和操作者前驅向量；2)引入并行拆卸工具約束，建立工具沖突矩陣和工具沖突前驅向量；3)生成雙向量拆卸序列，評估其異步并行拆卸指標；4)使用啟發式算法尋優，得到工具不完全滿足情況下最優異步并行拆卸序列。本發明避免了以往同步并行拆卸序列規劃方法中的空等，縮短了并行拆卸時間，還使得生成的拆卸序列在工具不完全滿足的情況下仍然是有效的，擴寬了并行拆卸序列規劃方法的使用范圍。

技術領域

本發明涉及工業自動化技術領域，更具體地，涉及一種考慮工具不完全滿足的異步并行拆卸序列規劃方法。

背景技術

拆卸在廢棄產品的再利用和再制造中起著重要作用，根據在拆卸過程中可以同時進行拆卸的操作者個數，拆卸可以分成串行拆卸和并行拆卸。串行拆卸是指由單個操作者按順序進行拆卸，并行拆卸是指多個操作者可以同時拆卸多個不同的零部件。相比于串行拆卸，在并行拆卸中多操作者同時執行拆卸任務，可以有效地縮短拆卸時間，提高工作效率。為了充分利用并行拆卸的潛力，需要在多個操作者之間進行協調，使多個操作者之間能夠無沖突的協同工作。

拆卸序列規劃是根據產品的裝配關系和內部結構等信息，生成可行的拆卸序列，并在這些可行的拆卸序列中進一步根據目標函數找到最優或者接近最優的拆卸序列。在先前關于并行拆卸序列規劃的方法中，為了便于問題的建模和計算，都是假設拆卸工具能夠完全滿足拆卸需要的，并還假設多操作者之間的拆卸任務是同步開始的。然而實際拆卸中，由于工作空間和經濟條件的限制，工具可能并不能完全滿足多操作者同時使用的需要。在同步并行拆卸序列規劃中，多個操作者同時開始拆卸，之后如有操作者先行完成拆卸任務，還必須等待其他操作者完成任務，以便于下一步拆卸任務的同時開始。同步開始的模型簡化了并行拆卸序列規劃的問題，但同時也增加了一些對于操作者而言不必要的空等時間。

因此，在消除這種同步開始的要求可以進一步縮短并行拆卸的時間，并降低拆卸相關成本，即需要一種異步并行拆卸序列規劃方法。而假定為工具能完全滿足拆卸需要情況下生成的并行拆卸序列，對于實際拆卸中工具不完全滿足的真實場景，很可能是不可行的。因此，在工具不完全滿足的情況下，則需要一種考慮工具不完全滿足的拆卸序列規劃方法。

發明內容

針對以往并行拆卸序列規劃方法必須同步開始以及未考慮工具不完全滿足的缺點，本發明提出了一種考慮工具不完全滿足的異步并行拆卸序列方法，通過引進工具沖突矩陣、雙向量形式拆卸序列和異步并行拆卸指標，實現了一種考慮拆卸工具不完全滿足的異步并行拆卸序列規劃方法。該方法包括步驟如下：

步驟一：針對待拆卸產品，建立結合操作者與零部件序列的異步并行雙向量拆卸序列v，滿足v＝{v₁，v₂}，并基于所述異步并行雙向量拆卸序列v，引入優先級前驅向量A[i]和操作者前驅向量M[i]，

其中，v₁表示待拆卸的零部件向量，在滿足優先級關系的前提下進行生成，表示為v₁＝{s₁,…s_i,…s_n}，s_i表示待拆卸的零部件，s_i由1到n的整數表示，n是產品中的零部件個數；v₂表示操作者向量，表示為v₂＝{m₁,…m_i,…m_n}，m_i表示拆除對應s_i位置的零部件的操作者，由1…M個操作者進行編碼，M是操作者的數量。

步驟二：建立工具沖突矩陣T，對于現有數量為K的同一型號工具，滿足操作者數量M大于K，并且在待拆卸零部件中需使用所述同一型號工具進行拆卸的零部件個數也大于K，則表示所述待拆卸零件之間存在工具沖突，在工具矩陣中進行記錄。并根據工具沖突矩陣T和雙向量序列v，引入工具沖突前驅向量TP[i]。