[發明專利]一種柔性流水車間下的低碳調度模型及節能優化方法

在審

• 申請號: 202010804974.0
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN112418478A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 尹瑞雪;吳拓
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/12
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 朱法恒;程新敏

1.一種柔性流水車間下的低碳調度模型及節能優化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、建立包含裝卸搬運和機床開關機過程并以碳排放最小化為目標的柔性流水車間調度優化數學模型；

步驟二、針對模型提出各機床閑置等待期間多種狀態切換主動調節的節能優化方法；

步驟三、在調度優化數學模型中嵌入節能優化方法；

步驟四、利用改進遺傳算法初始化數據，同時判斷是否滿足機床節能狀態切換條件，生成柔性流水車間調度方案；

步驟五、執行柔性流水車間調度方案。

2.根據權利要求1所述的柔性流水車間下的低碳調度模型及節能優化方法，其特征在于：所述包含裝卸搬運和機床開關機過程并以碳排放最小化為目標的柔性流水車間調度優化數學模型為中，包括加工碳排放、開關機碳排放、閑置碳排放以及工件搬運碳排放；

所述加工碳排放表示為：

其中，n為工件數，k為個加工階段數，m_s為階段s的機器數量，為工件i在機床h上加工時機床h處于加工狀態的平均功率，為工件i在機床h上加工時機床h處于加工狀態的時間，a_e為電能的碳排放因子，是一決策變量，含義如下：

所述開關機碳排放表示為：

其中，為機床h一次開關機的碳排放之和，為機床h開啟到準備加工狀態的平均功率，為機床h關機過程的平均功率，機床h開啟到準備加工狀態的時間,機床h該設備的工件加工完畢后關閉所有耗能元件所用的時間，所有階段的機床總和為M；

為決策變量，其含義如下所示：

所述閑置碳排放表示為：

其中，定義機床h上接受的加工工件的總個數為Z_h，記t為位機床h上加工的第t個工件的序號，則有0≤Z_h≤n,且t∈Z_h；定義機床h上第t個工件加工完成后并將機床h調整到準備加工狀態的時間點為機床h上第t個位置的結束時間，用F_h,t表示；機床h上第t+1個位置的開始時間為B_h,t+1，是工件t+1到達開始加工的時間；則將機床h在t位置時的閑置等待時間記為B_h,t+1-F_h,t；表示機床h處于準備加工狀態下的平均功率；

所述工件搬運碳排放表示為：C^C＝C^c1+C^c2

其中，

為產品i從倉庫搬運到第一道工序設備h時電動小車的功率，產品i從倉庫搬運到第一道工序設備h的時間，為產品i從最后階段k設備h上搬運到倉庫時電動小車的功率，產品i從最后階段k設備h上搬運到倉庫的時間，為產品i從s階段的機床h_s搬運到s+1階段的機床h_s+1上時電動小車的功率，是該過程對應的搬運時間；