[發(fā)明專利]一種柔性PCB車間調(diào)度優(yōu)化方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010823040.1
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112053037B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李新宇;李望銘;黎陽;高亮
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/04;H05K3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴;李智

本發(fā)明屬于車間調(diào)度領(lǐng)域，公開了一種柔性PCB車間調(diào)度優(yōu)化方法和系統(tǒng)。包括(a)根據(jù)柔性PCB制造車間中多個關(guān)聯(lián)加工階段所對應(yīng)加工機器的實時性能指標，利用模糊綜合評價法對調(diào)度方案中關(guān)聯(lián)機器的選擇搭配情況進行評價，得到調(diào)度方案機器選擇的評價值；(b)將機器選擇評價值與其參考閾值的關(guān)系作為柔性PCB車間關(guān)聯(lián)機器選擇的特殊約束，建立一種適用于柔性PCB車間調(diào)度的混合整數(shù)線形規(guī)劃(MILP)模型；(c)設(shè)計針對所述模型特定的優(yōu)化技術(shù)，其中包括利用改進的和聲搜索算法對上述柔性PCB車間調(diào)度模型進行求解，以及利用一種關(guān)聯(lián)機器選擇的啟發(fā)式規(guī)則對機器選擇方案進行初始化。本發(fā)明提高了柔性PCB車間的生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品制造周期和生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車間調(diào)度領(lǐng)域，更具體地，涉及一種柔性PCB車間調(diào)度優(yōu)化方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著制造業(yè)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)“少品種，大批量”的制造模式已經(jīng)不能適應(yīng)市場的變化，企業(yè)急需向著“多品種，小批量”的柔性制造方向發(fā)展。為了提高自身的競爭力，“智能制造”的概念被越來越多的企業(yè)所接受。智能制造以新一代數(shù)字信息技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合新的制造工藝和材料，貫穿產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、優(yōu)化自決策和精準控制自執(zhí)行等功能。

同時，近年來，中國逐漸成為柔性電路板(Flexible Printed Circuit Board，F(xiàn)PCB)主要產(chǎn)地，柔性PCB產(chǎn)值占全球的比重不斷提升。為了提高生產(chǎn)力，以更好，更快，更省地制造出滿足市場需求的產(chǎn)品，柔性PCB制造企業(yè)對智能制造的需求也日趨強烈。

車間調(diào)度是智能制造的核心內(nèi)容之一，其對待加工零件在車間環(huán)境的約束下進行整體優(yōu)化，是生產(chǎn)準備和生產(chǎn)實施之間的紐帶。該類問題的解空間龐大，建模和求解均較為困難。傳統(tǒng)車間調(diào)度問題的模型和算法已經(jīng)非常成熟，人們在相關(guān)領(lǐng)域取得了非常豐富的成果。

但是隨著車間逐步智能化和柔性化，車間根據(jù)其生產(chǎn)加工的產(chǎn)品不同，其生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場約束也不相同，采用傳統(tǒng)的模型和算法求解已不足以解決日趨復雜的實際生產(chǎn)問題。亟需根據(jù)所研究車間的特點，對模型和算法進行補充和完善，使其高度“定制化”，更好地適應(yīng)于所研究的車間。

在柔性PCB車間中，存在很多特殊的現(xiàn)場約束，并且機器和機器之間存在關(guān)聯(lián)搭配使用的情況，以對各自的動態(tài)性能進行補償。如果在模型和算法中不考慮這些問題，則會導致加工出的成品良品率較低。因此，需要根據(jù)柔性PCB車間的特點，提出一種柔性PCB車間調(diào)度優(yōu)化方法，使其更好地適用于柔性PCB產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性PCB車間調(diào)度優(yōu)化方法和系統(tǒng)，旨在提高柔性PCB車間的生產(chǎn)效率，并降低產(chǎn)品制造周期。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面提供了一種柔性PCB車間調(diào)度優(yōu)化方法，包括以下步驟：

建立機器選擇方案的模糊綜合評價模型，獲取曝光、顯影和蝕刻工序各自所對應(yīng)加工機器的實時動態(tài)性能狀態(tài)，從而確定機器選擇方案的因素集和評價集，并利用所述因素集和評價集獲得所述機器選擇方案的模糊綜合評價值；

將所述機器選擇方案的模糊綜合評價值與其參考閾值之間的比較關(guān)系，作為柔性PCB基板線路成型工藝約束，建立柔性PCB車間調(diào)度MILP模型；

采集待調(diào)度工件的加工時間信息和各加工工序可選擇的加工機器信息，并對機器選擇方案進行初始化，再使用和聲搜索算法對所述柔性PCB車間調(diào)度MILP模型進行求解，得到所述待調(diào)度工件優(yōu)化后的調(diào)度方案。

進一步地，所述對機器選擇方案進行初始化具體包括利用啟發(fā)式關(guān)聯(lián)機器選擇規(guī)則進行初始化：

初始選擇待調(diào)度工件某道工序的加工機器時，首先從該工序所有可用加工機器中隨機選取一臺機器；