[發明專利]一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法及系統

在審

• 申請號: 202011103049.1
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112286149A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 杜宇;李俊青
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

1.一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，包括：

獲取柔性車間的參數，所述參數包括目標工廠中的機器數量、工件數量、每個工件對應的加工工序、每個工序對應的加工機器、工件的加工時間、起重機的位置坐標；

基于柔性車間的參數，構建柔性車間調度模型；所述柔性車間調度模型以最大完工時間和總能耗的最小化為目標；

基于分布估計和變鄰域搜索的混合算法對柔性車間調度模型進行求解，求解后輸出柔性車間調度方案；其中，柔性車間調度模型的輸出解中所有個體解都根據適應度值的遞增順序排列。

2.根據權利要求1所述的一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，所述柔性車間調度模型滿足以下約束條件：

所有工件在初始時刻均可加工，且所有機器準備就緒；起重機和機器一旦進入工作狀態，在工作過程中不可中斷；所有工序只能由一臺機器加工，一臺機器不能同時加工多個工件；起重機不能同時搬運多個工件，起重機的初始位置位于目標工廠第一個工序的加工機器位置，所有工件第一個加工工序不需要起重機搬運；任一工序的加工位置與其前序加工位置相同時，此工序不需要起重機搬運；

總能耗包括機器加工過程的能耗和起重機運輸過程的能耗。

3.根據權利要求1所述的一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，所述適應度值為最大完工時間和總能耗這兩個目標值的加權值。

4.根據權利要求1或3所述的一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，柔性車間調度問題的解由加工向量和機器分配向量構成，根據對應的加工向量和機器安排向量計算適應度值。

5.根據權利要求4所述的一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，計算適應度值時，需考慮每個工序加工的開始時間和結束時間、起重機和每臺機器的空閑時間以及起重機的四種運輸狀態，起重機的四種運輸狀態包括空載運輸、空載等待、載重等待和載重運輸。

6.根據權利要求1所述的一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，在變鄰域搜索算法中，在混合算法的每次迭代中，分布估計首先獲取到一個改良后的種群，然后變鄰域搜索在不同的鄰域環境中挖掘出更好的解；其中，變鄰域搜索通過選擇六種不同的鄰域結構以獲得更優值。

7.根據權利要求1所述的一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法，其特征在于，對于柔性車間調度問題中的所有工序，起重機的時間和能量消耗計算應當：(1)判斷工序加工位置和同工件前序加工位置是否一致；(2)判斷起重機位置和同工件前序加工位置是否一致；(3)判斷同工件前序加工位置的機器和工序加工位置的機器是否為空閑狀態；(4)計算相應過程的能量和時間消耗。

8.一種考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化系統，其特征在于，包括：

參數獲取模塊，被配置為：獲取柔性車間的參數，所述參數包括目標工廠中的機器數量、工件數量、每個工件對應的加工工序、每個工序對應的加工機器、工件的加工時間、起重機的位置坐標；

柔性車間調度模型構建模塊，被配置為：基于柔性車間的參數，構建柔性車間調度模型；所述柔性車間調度模型以最大完工時間和總能耗的最小化為目標；

調度方案輸出模塊，被配置為：基于分布估計和變鄰域搜索的混合算法對柔性車間調度模型進行求解，求解后輸出柔性車間調度方案；其中，柔性車間調度模型的輸出解中所有個體解都根據適應度值的遞增順序排列。

9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1-7任一項所述的考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法。

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述的考慮起重機運輸過程的柔性車間調度優化方法。