[發明專利]一種基于啟發式優化算法的車間資源調度方法

在審

• 申請號: 201911215900.7
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN112990515A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 侍守創;吳茂傳;王躍;郭際名;吳佰勝;姜厚祿;謝長瑞;全先江;顧松柏;龔玉婷;左振波
• 申請（專利權）人: 中船重工信息科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

本發明是基于啟發式優化算法的車間資源調度方法，排產步驟：接收輸入的數據，并將數據輸入到算法中；設置好約束條件，用來篩選輸出結果；算法對接收的數據進行運算并輸出結果；算法支持多種約束條件輸入，約束條件包括：最少等待時間、最少超期任務、優先級優先和強制保障優先；其中約束條件都是數字量，取值范圍1至5，默認值為3。本發明方法對提交的數據，通過使用遺傳算法對數據進行處理，再一定的約束條件下得到一組局部最優的解；達到提高交貨時間精確性，減少耗費的資源，減少企業指定生產計劃所需要的時間，提高企業的生產效率。

技術領域

本發明涉及智能車間資源排產調度技術領域，特別是一種基于多目標約束條件的基于啟發式優化算法的車間資源調度方法。

背景技術

作業車間調度(Job shop scheduling problem，JSP)是車間調度中最常見的調度類型，是最難的組合優化問題之一，應用領域極其廣泛，涉及航母調度，機場飛機調度，港口碼頭貨船調度，汽車加工流水線等，因此對其研究具有重大的現實意義。科學有效的生產調度不但可以提高生產加工過程中工人、設備資源的高效利用，還可縮短生產周期，降低生產成本。

作業車間調度問題是一種滿足任務配置和順序約束要求的資源分配問題，是最困難的組合優化問題之一，同時也視為排序問題。一般說來，不同的任務在只能使用有限的資源條件下要完成，都可以歸為排序問題。當然，調度不只是排序，它還根據這個排序，確定任務的開始時間和結束時間。隨著工業生產過程的日益復雜與規模的大型化，要求計算機系統不僅要完成直接面向過程的控制和優化，而且要在獲取生產全部過程信息基礎上，進行指揮調度和綜合管理。敏捷制造執行系統是面向敏捷車間的先進生產管理系統，調度及其策略作為其核心功能，也是當前研究的重要內容。有效的生產調度方法和優化技術的研究和應用是實現先進制造和提高生產效益的基礎和關鍵。良好的生產調度能夠預先解決生產中的干擾，能夠縮短產品在車間的流動時間，減少在制品庫存，保證準時交貨。因此，對離散車間的調度問題越來越受到關注。

因為在實際的車間生產中，作業調度是具有代表性的組合優化問題之一，屬于NP-hard問題，由于其解空間屬于海量的級別，海量級別的可行解對應著海量的計算，所以一般的解法是無法有效地獲得較優秀的可行解的。目前人工排產存在以下幾個問題需要解決：能勝任排產崗位的企業工人屈指可數；排產任務復雜超乎想象，單憑個人能力只能實現小范圍排產；每一次排產作業都是一項巨大工程。對于大型企業來說迫切需要通過計算機來實現作業排產任務，減輕排產作業人員壓力，提高排產準確性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中車間資源調度問題，提出了一種基于啟發式優化算法的車間資源調度方法，該方法不僅能夠有效降低資源調度的截止時間違約率，還能節約車間成本，縮短平均任務執行時間。

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種基于啟發式優化算法的車間資源調度方法，其特點是：該方法采用如下步驟實現車間排產：

(1)接收輸入的數據，并將數據輸入到算法中；

(2)設置好約束條件，用來篩選輸出結果；

(3)算法對接收的數據進行運算并輸出結果；

算法支持多種約束條件輸入，約束條件是眾多排產結果的篩選器，將最符合約束條件的結果挑選出來；約束條件包括：最少等待時間、最少超期任務、優先級優先和強制保障優先；其中約束條件都是數字量，取值范圍1至5，默認值為3，值越大越優先考慮對應的因子，越小越不重視對應的因子。

本發明所述的一種基于啟發式優化算法的車間資源調度方法，其進一步優選的技術方案是：步驟(2)具體包括以下操作：