[發明專利]一種考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間節能調度方法

有效

• 申請號: 202011419797.0
• 申請日: 2020-12-06
• 公開（公告）號: CN112859761B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 程強;劉宸菲;劉志峰;初紅艷;楊聰彬;張彩霞
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間節能調度方法，該節能調度方法包含提出一種在調度領域種的一個全新的分布式調度問題；建立了以最小化完工時間和能耗為目標的節能調度模型，模型包含機器限制、混合生產模式等多種約束；針對空閑機器消耗大的問題，提出了以降低生產速率為代價降低生產能耗的節能策略；提出了一種適合于解決分布式調度問題的智能優化算法，設計了編碼與解碼規則、精英互助策略、四種進化策略和兩種局部搜索策略；結合所提節能調度模型和所提智能優化算法進行真實問題的求解，通過算法性能的對比驗證了算法的優勢性，驗證了節能策略的有效性。通過該節能調度方法可以有效解決分布式鍛造生產的節能調度問題。

技術領域

本發明涉及鍛造生產的節能調度領域，具體涉及一種考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間節能調度方法。

背景技術

在可持續發展的背景下，能耗問題始終是制造業所面臨的一個關鍵性問題。鍛造生產作為制造業中的一個重要生產方式，由于加熱和熱處理等工序的存在，其能耗是巨大的。節能調度作為一種有效的節能方法已經成為一個研究的熱點，被越來越多的學者所關注。隨著先進制造和智能制造的發展、不斷縮短的生產周期和用戶個性化的定制需求，分布式生產正逐步取代傳統的生產方式。由此可見，分布式鍛造生產的節能調度研究成為鍛造節能調度領域的研究趨勢。

目前，在鍛造生產的節能調度方面，針對的對象主要為加熱爐裝爐調度。只有少數的研究考慮到了整個鍛造生產線的節能調度。然而，針對分布式鍛造流水車間的節能調度方法還沒有進行深入的研究。

在分布式鍛造流水車間中，復雜工況和多資源約束是其進行生產調度的難點，例如，各條流水線的加工能力不同、連續生產與間歇生產相結合的混合生產模式和分布式生產后需要進行集中熱處理等因素需要被考慮。如何進行流水線的分配和工件的排序成為了分布式鍛造調度的兩個目標，因此，研究考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間節能調度方法十分重要。

發明內容

本發明提出的一種考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間節能調度方法在依據分布式生產的特點建立了多目標調度模型的同時，還提出了一種適合求解該模型的精英協同多目標優化算法。

本發明提出的一種考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間節能調度方法，主要包含以下步驟：

步驟1：提出考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間調度問題并確定相關參數

所述考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間中，在進行排產調度之前需要對于待加工鍛坯進行參數的整理及定義，

步驟2：建立考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間中目標的調度模型

所述考慮集中熱處理的分布式鍛造流水車間調度問題中，需要考慮多種時間因素的影響，包括加工時間、運輸時間、等待時間和調整時間，其中調整時間將根據在同一機器上相鄰加工鍛件的尺寸不同而導致需要調整機器參數及模具所消耗的時間決定。以最大完工時間為目標的計算模型如下：

T_max＝nax(Q_I,1,Q_I,2…Q_I,N)#(1)#