[發(fā)明專利]一種多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011543730.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN112699544A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳松航;陳豪;王耀宗;鐘浪;張劍銘;連明昌;徐明;丁偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06N3/00;G06Q10/06;G06F111/06
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

本發(fā)明提供一種多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度方法，包括：步驟S10、建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)工件個(gè)數(shù)和設(shè)備個(gè)數(shù)生成對(duì)應(yīng)的模型，同時(shí)定義最大完工時(shí)間最小、最大負(fù)荷機(jī)器的負(fù)荷值最小和總機(jī)器負(fù)荷最小這三個(gè)目標(biāo)；步驟S20、設(shè)置處理柔性車間調(diào)度問(wèn)題的相關(guān)參數(shù)；步驟S30、隨機(jī)初始化種群，并進(jìn)行非支配排序，初始化每個(gè)個(gè)體的rank值；步驟S40、采用NSGA?II算法對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，得到調(diào)度最優(yōu)解。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型并設(shè)置對(duì)應(yīng)的參數(shù)，采用NSGA?II算法求該數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解，本發(fā)明解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的需求的同時(shí)，又能通過(guò)簡(jiǎn)單便利的操作完成生產(chǎn)調(diào)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車間調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度方法。

背景技術(shù)

隨著全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶的需求越來(lái)越多樣化和個(gè)性化，企業(yè)也就越來(lái)越關(guān)注如何為車間生產(chǎn)制定合理的調(diào)度方案，以達(dá)到縮短生產(chǎn)周期、按時(shí)交貨等，從而提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力，提高客戶的滿意程度。其中，柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題是經(jīng)典作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題的一種擴(kuò)展，也是最困難的組合優(yōu)化問(wèn)題之一。

近幾年，對(duì)于柔性作業(yè)車間調(diào)度一般采用智能算法解決，現(xiàn)有為了解決柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題也提出過(guò)一些方案，比如現(xiàn)有的申請(qǐng)?zhí)枮?01810489708.6的中國(guó)專利公開了一種柔性作業(yè)車間調(diào)度方法及系統(tǒng)，其是使用遺傳算法改善了柔性作業(yè)車間調(diào)度的全局最優(yōu)解；申請(qǐng)?zhí)枮?01810881062.6的中國(guó)專利公開了改進(jìn)遺傳算法求解帶移動(dòng)時(shí)間的柔性作業(yè)車間調(diào)度方法，其是使用遺傳算法解決了帶有移動(dòng)時(shí)間的柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題；申請(qǐng)?zhí)枮?01711094745.9的中國(guó)專利公開了一種大規(guī)模柔性作業(yè)車間調(diào)度的方法以及申請(qǐng)?zhí)枮?01710965924.9的中國(guó)專利公開了一種柔性作業(yè)車間調(diào)度優(yōu)化方法，其是使用螢火蟲算法解決了柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題。

但上述方法至少存在如下缺陷：只能解決單一的柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題，如解決全局最優(yōu)解問(wèn)題、帶有時(shí)間移動(dòng)的柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題、大規(guī)模柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題等，不能真正解決實(shí)際生產(chǎn)中復(fù)雜且多樣性的柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，在于提供一種多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度方法，既能解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的需求，又能通過(guò)簡(jiǎn)單便利的操作完成生產(chǎn)。

本發(fā)明提供了一種多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度方法，包括：

步驟S10、建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)工件個(gè)數(shù)和設(shè)備個(gè)數(shù)生成對(duì)應(yīng)的模型，同時(shí)定義最大完工時(shí)間最小、最大負(fù)荷機(jī)器的負(fù)荷值最小和總機(jī)器負(fù)荷最小這三個(gè)目標(biāo)；

步驟S20、設(shè)置處理柔性車間調(diào)度問(wèn)題的相關(guān)參數(shù)；

步驟S30、隨機(jī)初始化種群，并進(jìn)行非支配排序，初始化每個(gè)個(gè)體的rank值；

步驟S40、采用NSGA-II算法對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，得到調(diào)度最優(yōu)解。

進(jìn)一步的，所述步驟10進(jìn)一步包括：

步驟11、建立數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型包括4個(gè)概念：工件、工序、設(shè)備和工時(shí)，所述工序?yàn)楣ぜ募庸ろ樞颍鲈O(shè)備為每一工序可選的機(jī)器，所述工時(shí)為每一工序在不同設(shè)備上的加工時(shí)間；

步驟12、定義最大完工時(shí)間f1、最大負(fù)荷機(jī)器f2和總機(jī)器負(fù)荷f3這三個(gè)目標(biāo)：

站在工件角度，優(yōu)化工件最大完工時(shí)間，使其最小的f1的計(jì)算公式為：

其中，c_i為每個(gè)工件的完工時(shí)間，I為工件的總數(shù)目；

站在單臺(tái)機(jī)器角度，找出最大負(fù)荷的機(jī)器，使其負(fù)荷最小的f2的計(jì)算公式為：