[發明專利]一種分布式裝配式置換流水車間調度優化方法及系統

有效

• 申請號: 201911047259.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110632907B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 李慶華;李俊青
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊曉冰

1.一種分布式裝配式置換流水車間優化方法，其特征是，包括以下步驟：

以縮小完工時間和總能耗的最小權值為目標，構建帶起重機的分布式裝配式置換流水車間優化問題模型；

采用改進的鯨魚群算法求解帶起重機的分布式裝配式置換流水車間優化問題模型，得到調度優化方案，具體包括：

利用改進的鯨魚群算法對分布式裝配式置換流水車間優化問題模型進行求解優化，得到分布式裝配式置換流水車間的問題，包括工廠分配及工廠間的工件加工順序；

利用二維數組的方式對得到的分布式裝配式置換流水車間的問題進行編碼，對于每個工廠創建一個數組，包含工件在工廠中的加工順序；

構建用于對編碼生成的數組解碼的二維數組，并生成解碼甘特圖，包含每個工件在指定工廠的加工順序；

對得到的解碼甘特圖進行右移處理，得到調度優化方案，包括優化后的工廠分配及工廠間的工件加工順序；

所述采用改進的鯨魚群算法對分布式裝配式置換流水車間優化問題模型進行求解優化的步驟包括：

首先初始化n個候選種群，并分別計算n個工件的適應度值，通過聚類算法，解集合被收斂到m個簇中；

將簇中一個解或兩個解組合，并對其進行變異、交叉操作，生成新解，將新解與簇中解相比，如果該新解的適應度值高于簇中解的適應度值，則利用新解替換簇中解；并對得到的新解進行SA搜索；

所述交叉操作的步驟包括：

隨機選擇兩個個體的指定工廠進行工廠交叉；

或者，隨機選擇一個工廠和一個交叉點進行交叉；利用得到的調度優化方案對分布式裝配式置換流水車間內各個工廠的工件進行調度。

2.根據權利要求1所述的分布式裝配式置換流水車間優化方法，其特征是，所述帶起重機的分布式裝配式置換流水車間優化問題模型的目標函數為：

min w₁*C_max+(1-w₁)*TEC

其中，w₁為權重系數；C_max為最大完工時間；TEC為總能耗。

3.根據權利要求1所述的分布式裝配式置換流水車間優化方法，其特征是，所述帶起重機的分布式裝配式置換流水車間優化問題模型的約束條件包括：

確保工件是否在機器j上處理；

其中，X_i,j為表示工件i在機器j上加工；

工件是否需要裝配；

其中，α_i,A為工件i裝配參數；

在分布式工廠中，工件i在機器j上的完工時間大于工件i在上一臺機器上的完工時間和當前機器上的加工時間之和；

其中，C_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的完工時間；P_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的加工時間；j為加工機器指數；i為工件指數；F為工廠數量；

保證每個工件的完成時間大于處理時間或裝配時間；

其中，C_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的完工時間；P_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的加工時間；C_i,k為工件i在裝配機M_k上的完工時間；P_i,k為為工件i在裝配機M_k上的加工時間；

最大完成時間大于加工時間、裝配時間和起重機運輸時間之和；

其中，C_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的完工時間；C_max為最大完工時間；TA_k,h為工件i在裝配機M_k上的裝配時間；TS_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的待機時間；TT_f為從分布式工廠到裝配階段的運輸時間；

分布式工廠中機器上工件加工的開始時間必須大于在上一臺機器或當前機器中上一個工件的完工時間；

其中，S_f,i,j為分布式工廠f中，工件i在機器j上的開工時間；C_f,i,j為在分布式工廠f中，工件i在機器j上的完工時間。