[發(fā)明專利]一種基于GA-TS混合算法的車間排產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011348.6
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111242446A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董輝;沈佳陽;敖文聰;羅強(qiáng);韓林貝;吳祥
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/04;G06N3/12
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種基于GA-TS混合算法的車間排產(chǎn)方法，其特征在于，所述基于GA-TS混合算法的車間排產(chǎn)方法，包括：

步驟S1、定時(shí)采集車間中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、設(shè)備的維修記錄以及過程類數(shù)據(jù)；

步驟S2、使用GA-TS混合算法進(jìn)行車間排產(chǎn)，包括以下步驟：

步驟S2.1、初始化GA算法獲得種群，該種群中包含多個(gè)個(gè)體，每個(gè)個(gè)體即為一個(gè)排產(chǎn)方案；

步驟S2.2、構(gòu)建基于生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性的適應(yīng)度函數(shù)；

步驟S2.3、判斷是否滿足GA算法的停止準(zhǔn)則，若滿足則輸出最優(yōu)的排產(chǎn)方案，若不滿足則繼續(xù)執(zhí)行；

步驟S2.4、利用所構(gòu)建的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算種群中個(gè)體的適應(yīng)度；

步驟S2.5、采用結(jié)合最佳個(gè)體保留和錦標(biāo)賽選擇的方法選擇種群中的個(gè)體；

步驟S2.6、利用雙點(diǎn)交叉方式對選擇的個(gè)體執(zhí)行交叉操作得到子代個(gè)體；

步驟S2.7、對選擇的個(gè)體執(zhí)行變異操作，得到子代個(gè)體；

步驟S2.8、對所得子代個(gè)體使用TS算法進(jìn)行改善，將得到的子代個(gè)體作為TS算法的初始解，可行解的遷移方案作為TS算法的領(lǐng)域，更新種群；

步驟S2.9、獲取最新種群中以及最優(yōu)個(gè)體，并重新步驟S2.3；

步驟S3、根據(jù)輸出的最優(yōu)排產(chǎn)方案，生成排產(chǎn)甘特圖，調(diào)整車間資源；

步驟S4、激活發(fā)生器，所述發(fā)生器根據(jù)步驟S1中采集的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、設(shè)備的維修記錄以及過程類數(shù)據(jù)對車間進(jìn)行監(jiān)聽，若所述發(fā)生器觸發(fā)，則重新執(zhí)行步驟S2，否則維持當(dāng)前排產(chǎn)方案。

2.如權(quán)利要求1所述的基于GA-TS混合算法的車間排產(chǎn)方法，其特征在于，所述構(gòu)建基于生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性的適應(yīng)度函數(shù)，包括：

假設(shè)初始時(shí)刻有n個(gè)原始工件，初始時(shí)刻以后有m個(gè)新工件到達(dá)車間，其中有z臺(tái)加工工件工序的運(yùn)行設(shè)備，采用i，i′，j，j′和k表示原始工件、新到達(dá)工件、原始工件的工序、新到達(dá)工件的工序以及設(shè)備的索序號，每個(gè)工件包含O_ij道工序，其中，i＝1，2，...，n，j＝1，2，...，n_i，n_i表示工件i的工序數(shù)量，同理，O′_i′j′道工序中，i′＝1，2，...，m，j′＝1，2，...，m_i′，m_i′表示工件i′的工序數(shù)量；

對于訂單而言，最大完成時(shí)間越小說明排產(chǎn)方案的時(shí)間性能越好，因此最大完成時(shí)間的目標(biāo)函數(shù)為makespan函數(shù)最小化，即：

其中，f₁為最大完成時(shí)間的目標(biāo)函數(shù)，C_ijk表示工序O_ij在設(shè)備k上的完工時(shí)間，C′_i′j′k表示工序O′_i′j′在設(shè)備k上的完工時(shí)間；

另外，考慮車間生產(chǎn)的穩(wěn)定性，采用工件的平均轉(zhuǎn)換時(shí)間作為指標(biāo)，即：

其中，f₂為調(diào)度懲罰函數(shù)，其中T_ijk表示工件i從j工序到k工序轉(zhuǎn)換所用的時(shí)間，若工件i保持工序不變，則轉(zhuǎn)換時(shí)間為零；

得到當(dāng)前時(shí)刻下所有工件的完成時(shí)間，如下：

F＝ω₁f₁+ω₂f₂

其中，F(xiàn)為當(dāng)前時(shí)刻下所有工件的完成時(shí)間，ω₁，ω₂分別為makespan函數(shù)和調(diào)度懲罰函數(shù)的權(quán)重值；

則建立適應(yīng)度函數(shù)如下：

其中，E為適應(yīng)度函數(shù)，適應(yīng)度越高的個(gè)體越容易遺傳到下一代，適應(yīng)度最大的個(gè)體即為最優(yōu)個(gè)體。