[發明專利]一種基于協同算法的時間約束型并行機節能調度方法

有效

• 申請號: 202010431729.X
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111665799B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 喬非;盧弘
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 孫永申

1.一種基于協同算法的時間約束型并行機節能調度方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1：針對時間約束型并行機節能調度問題進行數學形式描述，并設置考慮的性能指標；

步驟2：建立與數學形式描述的時間約束型并行機節能調度問題對應的并行機調度模型及對應的約束條件；

步驟3：針對并行機調度模型采用協同算法進行求解，得到作為調度方案的求解結果；

步驟4：依據得到的作為調度方案的求解結果生成對應的調度甘特圖以進行實際生產，并記錄實際的對應生產數據；

所述的步驟3中的協同算法包括以下步驟：

步驟301：采取二維編碼方式構建個體基因，并隨機生成種群規模ps的初始種群ch，設置當前迭代數g為1；

步驟302：對g代種群中的個體進行解碼，得到能耗目標以及最大完工時間；

步驟303：以分類適應度值計算方式，計算種群中各個個體的適應度值；

步驟304：以基于GA的全局搜索方法，通過選擇和交叉，產生種群ch_GA和d_GA；

步驟305：以基于SA的局部搜索方法，對d_GA進行兩個維度的獨立搜索，產生種群ch_SA；

步驟306：將三個種群ch、ch_GA和ch_SA中的個體，以擇優方式產生新種群ch_new，并賦值，當前迭代數g為g+1；

步驟307：如果當前迭代數g小于迭代總數g_max，則轉入步驟302；否則得出最優個體并解碼，得到作為調度方案的求解結果，算法結束；

所述的步驟303中的種群中各個個體的適應度值包括針對滿足約束的個體情況下的適應度值和針對不滿足約束的個體情況下的適應度值，其中，所述針對滿足約束的個體情況下的適應度值，其對應的計算公式為：

f_sc＝1/E

所述針對不滿足約束的個體情況下的適應度值，其對應的計算公式為：

f_nsc＝1/(M₁×C_max)

式中，f_sc和f_nsc分別為針對滿足約束的個體情況下的適應度值以及針對不滿足約束的個體情況下的適應度值，M₁為一個數量級大于E的正數，C_max為最大完工時間，E為能耗。

2.根據權利要求1所述的一種基于協同算法的時間約束型并行機節能調度方法，其特征在于，所述的步驟1中的考慮的性能指標包括：滿足最大完工時間C_max小于限定值D的要求以及能耗E最小化的要求。

3.根據權利要求1所述的一種基于協同算法的時間約束型并行機節能調度方法，其特征在于，所述的步驟2中的并行機調度模型的優化目標包括能耗E最小化，其對應的描述公式為：

MinimizeE＝E_p+E_i

式中，E_p為加工能耗，E_i為空閑能耗，N為工件數，M為機器數，pp_ij為機器j加工工件i時的加工功率，w_ij為工件i在機器j上的加工時間，ip_j為機器j等待工件時的空閑功率，x_ijl為決策變量，當工件i在機器j上以第l個進行加工時為1，否則為0，s_j,l為機器j上第l個加工的工件的開工時間，c_j,l為機器j上第l個加工的工件的完工時間；

以及滿足最大完工時間C_max小于限定值D，其對應的描述公式為：

C_max≤D

式中，