[發(fā)明專利]基于混合粒子群算法的混流裝配線排序方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011510330.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN112651482A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉煒琪;胡新宇;嚴(yán)明霞;魏瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N3/00
• 分類號(hào): G06N3/00;G06Q10/06
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

1.一種基于混合粒子群算法的混流裝配線排序方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：混合粒子群算法初始化設(shè)置，包括粒子群算法與模擬退火算法兩部分初始化設(shè)置；

所述粒子群算法初始化設(shè)置包括設(shè)置種群規(guī)模，粒子初始空間位置；

設(shè)混流裝配線有J個(gè)工位，每個(gè)工位區(qū)間是封閉的，L_j表示工位j的區(qū)間長(zhǎng)度，1≦j≦J；裝配線以恒定速率V_c移動(dòng)，且每隔長(zhǎng)度W投放一個(gè)工件；采用最小生產(chǎn)循環(huán)(MinimalProduction Set,MPS)模式，即整個(gè)生產(chǎn)是由一系列重復(fù)MPS組成。設(shè)共用M種產(chǎn)品，生產(chǎn)總量分別是：D₁，D₂，…，D_m，…，D_M；則一個(gè)MPS中各產(chǎn)品的生產(chǎn)量記作：d₁，d₂，…，d_m，…，d_M＝(D₁/h，D₂/h，…，D_m/h…，D_M/h)，其中，h是D₁，D₂，…，D_M的最大公約數(shù)，也是MPS循環(huán)次數(shù)。

首先產(chǎn)生由n個(gè)粒子X_i組成的種群P＝{X₁…X_i…X_n}，其中1≤i≤n，n為種群規(guī)模；種群的粒子X_i的初始空間位置隨機(jī)產(chǎn)生，滿足最小生產(chǎn)循環(huán)MPS中產(chǎn)品數(shù)量約束；粒子X_i初始速度設(shè)置為0，粒子X_i個(gè)體歷史最優(yōu)解設(shè)置為初始位置；

所述模擬退火算法初始化設(shè)置包括初始溫度T₀，溫度下降系數(shù)α，終止溫度T_end設(shè)置；

步驟2：令當(dāng)前溫度T_n＝T₀，粒子X_i當(dāng)前速度V_n＝0，粒子X_i當(dāng)前位置Z_n等于初始位置Z₀，Z_n＝Z₀；令粒子X_i個(gè)體歷史最優(yōu)解Z_pbest與種群全局最優(yōu)解Z_gbest等于Z₀；

步驟3：種群中粒子X_i移動(dòng)一步，計(jì)算粒子X_i移動(dòng)后的速度V_n+1與空間位置Z_n+1；

步驟4：計(jì)算X_i移動(dòng)后空間位置Z_n+1的三個(gè)目標(biāo)值，包括目標(biāo)值f₁，為期望超載時(shí)間；目標(biāo)值f₂，為零部件消耗波動(dòng)率；目標(biāo)值f₃，為產(chǎn)品切換次數(shù)；

步驟5：獲得當(dāng)前種群中的最優(yōu)粒子；

在步驟4計(jì)算出的三個(gè)目標(biāo)值的基礎(chǔ)上，依據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化問題中非支配解集概念，找出當(dāng)前種群中的最優(yōu)粒子；多目標(biāo)優(yōu)化問題的解若多于一個(gè)，則是一個(gè)解集合，在該集合中的最優(yōu)粒子的三個(gè)目標(biāo)值不受其它粒子支配；

步驟6：采用模擬退火算法，運(yùn)用Metropolis準(zhǔn)則更新粒子個(gè)體歷史最優(yōu)解Z_pbest；

步驟7：設(shè)置粒子全局最優(yōu)解Z_gbest；

將步驟5最優(yōu)粒子所在空間位置作為種群粒子的全局最優(yōu)解；種群中各粒子的全局最優(yōu)解從中隨機(jī)選取；

步驟8：種群粒子移動(dòng)一步后更新溫度T，令T_n+1＝αT_n；

步驟9：判斷更新后溫度T_n+1是否小于終止溫度Tend；若更新后的溫度T_n+1小于設(shè)定終止溫度Tend，則執(zhí)行步驟10；否則回轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3；

步驟10：經(jīng)步驟5得當(dāng)前種群中的最優(yōu)粒子的空間位置，即所求最小化多目標(biāo)問題的最優(yōu)解集，以此調(diào)度混流裝配生產(chǎn)線排產(chǎn)順序，使三個(gè)排產(chǎn)目標(biāo)f₁，f₂，f₃最小化，從而獲得最優(yōu)混流裝配線的排產(chǎn)順序。