[發(fā)明專利]一種分布式裝配式置換流水車間調(diào)度優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110632907B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶華;李俊青
• 申請（專利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 楊曉冰

本發(fā)明公開了一種分布式裝配式置換流水車間調(diào)度優(yōu)化方法及系統(tǒng)，提高分布式置換流水車間的效率，縮小完工時(shí)間和能耗；該方法包括以下步驟：以縮小完工時(shí)間和總能耗的最小權(quán)值為目標(biāo)，構(gòu)建帶起重機(jī)的分布式裝配式置換流水車間優(yōu)化問題模型；采用改進(jìn)的鯨魚群算法求解帶起重機(jī)的分布式裝配式置換流水車間優(yōu)化問題模型，得到調(diào)度優(yōu)化方案；利用得到的調(diào)度優(yōu)化方案對分布式裝配式置換流水車間內(nèi)各個(gè)工廠的工件進(jìn)行調(diào)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種帶起重機(jī)運(yùn)輸?shù)姆植际窖b配式置換流水車間調(diào)度優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

分布式置換流水車間調(diào)度問題(DPFSP)是近年來研究的一個(gè)典型的優(yōu)化問題。在DPFSP中，需要完成兩個(gè)任務(wù)即確定每個(gè)工廠的分配和每個(gè)工廠的調(diào)度順序。每個(gè)工廠有N個(gè)工件分配給相同的工廠，并由m臺機(jī)器加工。每個(gè)工廠有N個(gè)工件分配給F個(gè)相同的工廠，并由m臺機(jī)器處理，其中不允許在工廠之間進(jìn)行工作轉(zhuǎn)移。在現(xiàn)實(shí)中，他們開始采用分布式環(huán)境，以盡量減少制造成本和交付成本。Pan等研究了各種不同的啟發(fā)式方法，以最小化總流程時(shí)間。Bargaoui等提出了一種新的化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化方法用來解決帶有完成時(shí)間準(zhǔn)則的DPFSP。對于經(jīng)典的分布式流車間，已經(jīng)開發(fā)了幾種啟發(fā)式算法。近年來，從DPFSP擴(kuò)展到了分布式裝配式置換流水車間調(diào)度問題(DAPFSP)。在DAPFSP中，添加了一個(gè)額外的組裝階段，將多個(gè)工件分組到產(chǎn)品中。一個(gè)典型的DAPFSP通常包括兩個(gè)階段：生產(chǎn)和裝配。每項(xiàng)工作都可以在任何工廠里用一個(gè)順序完成m個(gè)工序，并在裝配廠的裝配線上完成裝配工作。為了解決DAPFSP，Basir等提議采用批量交付系統(tǒng)，以減少加權(quán)延遲工件數(shù)量和交付總成本。Mohtashami在不可靠的生產(chǎn)線和裝配線上同時(shí)解決了緩沖區(qū)大小和機(jī)器分配問題。Gong等比較了裝配線和裝配單元的性能。為了找到最優(yōu)順序和最小化完成時(shí)間，Wu等解決了一個(gè)具有累積學(xué)習(xí)功能的兩階段三機(jī)問題。Gonzalez-Neira等研究了具有隨機(jī)處理和裝配時(shí)間的DAPFSP的隨機(jī)版本，以及Pane等提出了七種算法來解決所考慮的問題。

在上述研究中，大多數(shù)文獻(xiàn)考慮將單個(gè)目標(biāo)最小化。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，多目標(biāo)可能同時(shí)存在。例如，有兩組有兩個(gè)目標(biāo)的工件。一些工件被認(rèn)為是為了最大限度地縮短加工時(shí)間，而另一些工件則被設(shè)計(jì)為最大限度地減少總延遲。Li等還研究了包括完工時(shí)間和能量消耗兩個(gè)目標(biāo)，Siqueira等研究的目的是最大限度地減少延誤和延遲的加權(quán)和。顯然，還有一些兩個(gè)以上的目標(biāo)，如：完工時(shí)間、總成本和平均延遲時(shí)間，總完工時(shí)間、系統(tǒng)的總可用性，以及兩種生產(chǎn)的總能源成本。Han等提議將每個(gè)區(qū)間目標(biāo)轉(zhuǎn)化為一個(gè)實(shí)數(shù)，并對其中點(diǎn)和半徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)加權(quán)。Valledor等制定了多目標(biāo)績效指標(biāo)來評估調(diào)度規(guī)則。Deng和Wang提出了一個(gè)競爭模因算法，以最小化完工時(shí)間和總延遲標(biāo)準(zhǔn)?？紤]經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境以及生產(chǎn)也是至關(guān)重要的。因此，Lu等研究了一個(gè)涉及噪音污染、能源消耗和生產(chǎn)率問題的焊接車間調(diào)度問題。為了解決阻塞約束，Shao等研究了一種多目標(biāo)離散入侵雜草優(yōu)化(MODIWO)算法。Zhang等考慮了燃料總成本、排放、功率損耗、電壓大小偏差來解決最優(yōu)潮流(OPF)問題。

近年來，文獻(xiàn)中也對其他制約因素進(jìn)行了廣泛的研究。Shao等提出了一個(gè)分布式無等待流車間調(diào)度問題。無等待意味著當(dāng)前機(jī)器處理中的工件加工完了之后立即離開當(dāng)前機(jī)器。Ribas等研究了并行阻塞流水車間調(diào)度問題，其中工件在下一臺機(jī)器空閑之前不能離開該機(jī)器，即使它已經(jīng)完成了其操作。Ying等研究了無閑置約束的分布式置換流水車間調(diào)度問題。Bultmann等在未預(yù)先確定業(yè)務(wù)處理時(shí)間的情況下提出了同步限制。Reddy等研究合并了機(jī)器故障作為實(shí)時(shí)事件來檢查性能。Yin等注意到加工主軸的速度會(huì)影響生產(chǎn)時(shí)間、功率還有噪音。文獻(xiàn)中還研究了許多其他限制因素，如隨機(jī)機(jī)器故障，將不準(zhǔn)確的時(shí)間配額定義為間隔灰色處理時(shí)間，環(huán)境影響。來自幾臺機(jī)器的運(yùn)輸工作也是流水車間的一個(gè)基本過程，例如機(jī)器人運(yùn)輸和起重機(jī)運(yùn)輸。