[發明專利]一種基于改進遺傳算法的注塑車間調度方法及系統

有效

• 申請號: 202010899401.0
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111985841B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 張春江;張希肴;魯佳俊;高亮;沈衛明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/067;G06N3/126
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種基于改進遺傳算法的注塑車間調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：以拖期時間最小為目標，建立注塑車間調度模型和約束條件；并對注塑車間資源信息和改進的遺傳算法的參數進行初始化；

S2：對提交的訂單進行預處理，將訂單中安數、模具、顏色、交貨期均相同的工件劃為一個子訂單；

S3：采用改進的遺傳算法求解所述注塑車間調度模型，具體包括：

S3.1：基于子訂單編號對染色體進行編碼，染色體長度為子訂單數量的總和；

S3.2：按預設規則生成N種包含所有子訂單的排列方式，得到N條染色體，形成初代種群；

S3.3：根據當前可用設備、模具的數量以及前序訂單的特點，對所述N條染色體進行訂單分批；

S3.4：基于分批后的染色體，計算每臺設備的換模時間、換色時間和每個訂單的拖期時間，由此得到每條染色體的適應度；

S3.5：判斷是否達到迭代次數，若是，選擇適應度最大的染色體，并對其進行解碼得到最優調度方案；若否，執行S3.6；

S3.6：對適應度較高的前S個個體進行保留，用輪盤賭方法選擇余下N-S個個體，形成下一代的父代種群；

S3.7：將所述下一代的父代種群中每條染色體按安數拆分為子染色體，形成下一代進化初期子染色體群，其中，每個子染色體中的安數都相同；

S3.8：基于所述下一代進化初期子染色體群，在安數相同的子染色體群中，根據交叉概率Rc，選取子染色體進行交叉，產生新的子染色體，形成下一代進化中期子染色體群；

S3.9：基于所述下一代進化中期子染色體群，在安數相同的子染色體群中，根據變異概率Rm，對部分子染色體進行變異，產生新的子染色體，形成下一代進化末期子染色體群；

S3.10：基于所述下一代進化末期子染色體群，根據重排概率Rs選擇子染色體，隨機選擇子染色體上兩個點位，將點位之間的訂單按顏色從小到大排序，產生新的子染色體，形成下一代終極子染色體群；

S3.11：將所述下一代終極子染色體群進行合并，得到完整的染色體，并執行S3.3；

S4：輸出步驟S3得到的最優調度方案。

2.根據權利要求1所述的注塑車間調度方法，其特征在于，所述注塑車間調度模型的目標函數為：

其中，

h_i＝w_i^h*max(0，f_i-d_i)，

h_i為拖期時間，w_i^h為拖期時間權重，d_i為訂單交貨期，f_i為訂單實際完工時間；g_i^r為準備時間，g_i¹為換模時間，g_i²為調機時間，g_i³為換色時間，w_i^g1為換模權重，w_i^g2為調機權重，w_i^g3為換色權重，為換模系數，為換色系數，O_i為第i個子訂單對應的模具，c_i為第i個子訂單所需要的顏色。

3.根據權利要求1所述的注塑車間調度方法，其特征在于，步驟S3.2包括：

使用randperm函數隨機生成N條染色體，并將N/2條染色體按方式一排序，另外N/2條染色體按方式二排序；

方式一：按松弛時間的升序對訂單進行排列；若松弛時間相同，按模具安數升序排列；若松弛時間和模具安數都相同，按顏色升序排序；

方式二：按模具安數的升序對訂單進行排列；若模具安數相同，按顏色升序排列；若模具安數和顏色都相同，按松弛時間升序排序。