[發明專利]一種鑄造生產線多目標優化方法

有效

• 申請號: 202010215662.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111290360B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 袁小芳;楊育輝;譚偉華;王耀南;肖祥慧
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 沈雄

本發明公開了一種鑄造生產線多目標優化方法，包括：獲取鑄造生產線當前加工批次中的生產參數；其中，生產參數包括用于加工的作業機器數量，待加工工件的種類、與待加工工件對應的加工工序和待加工工件的數量；將與待加工工序一一對應的松弛時間系數值作為優化變量建立目標函數；根據多目標混沌優化算法獲取由松弛時間系數值組成的至少一個集合；集合中對應同一個待加工工序僅存在一個松弛時間系數值；根據總電能消耗以及總加工時間獲取最優解集合。通過優化各工序的加工時間，實現了合理調配作業機器的作業時間和空閑時間，并且降低了生產電能消耗。

技術領域

本發明涉及一種鑄造生產線技術領域，具體涉及一種鑄造生產線多目標優化方法。

背景技術

隨著工業4.0科技革命的興起，我國鑄造業發展迅速，鑄件被廣泛地應用在航空、航天、兵器、船舶、汽車和電子等行業，然而目前鑄造生產線的作業多以人工為主，導致生產線產品效率低、一致性差與能耗高。很難滿足高端裝備制造對精度、效率和節能的要求。高效率、高智能化、節能環保的鑄造生產線成為未來工業生產的趨勢。

傳統的針對鑄造生產線的生產調度問題大多只考慮生產成本和生產效率，以平衡率或平滑系數作為優化目標函數對生產線進行再平衡調整。近年來，隨著節能環保的概念越來越深入人心，對節能的要求需要生產線在保證生產的同時合理的安排產品的調度加工。在生產調度環節中，通常假定作業機器以其最大速度執行操作，在調度允許時開始運行，否則閑置，這樣會導致不必要的高電能加速和更長的空閑時間，而空閑時機器仍在消耗電能，不僅造成資源浪費，也增加了生產成本。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種鑄造生產線多目標優化方法，以解決現有技術的生產線在生產調度環節中，通常假定作業機器以其最大速度執行操作，從調度允許時開始，否則閑置，這樣會導致不必要的高電能加速和更長的空閑時間，而空閑時機器仍在消耗電能，不僅造成資源浪費，也增加了生產成本的問題。

本發明實施例提供了一種鑄造生產線多目標優化方法，包括：

獲取鑄造生產線當前加工批次中的生產參數；其中，生產參數包括用于加工的作業機器數量，待加工工件的種類、與待加工工件對應的加工工序和待加工工件的數量；

對所述鑄造生產線中所有的待加工工件種類、數量、對應加工工序和生產機器數量參數進行定義以及統計；

獲取所述鑄造生產線上所有作業機器從開機到關機的總時間；將從開機到關機的時間段里真正在加工工序的時間進行求和，將求和結果乘以空閑時的功率P_H，得到所述鑄造生產線總空閑電能消耗；

將與加工工序一一對應的松弛時間系數值作為優化變量建立目標函數；

根據多目標混沌優化算法獲取由松弛時間系數值組成的至少一個集合；一個集合中對應同一個加工工序僅存在一個松弛時間系數值；

根據總電能消耗以及總加工時間獲取最優解集合。

可選地，在將與加工工序一一對應的松弛時間系數值作為優化變量建立目標函數之前，還包括構建生產調度模型：

用于加工的作業機器有m臺，表示為作業機器M＝{M₁,M₂,…，M_m}，需要加工n個待加工工件N＝{N₁,N₂,...,N_n}，第k個工件N_k包含q_k道加工工序第k個工件的第j道加工工序OT_(k，j)允許的最快加工時間為(k＝1,2,...,n,j＝1，2，...，q_k)，加工工序OT_(k，j)允許的最慢加工時間為