[發(fā)明專(zhuān)利]一種資源約束下考慮隨機(jī)需求和操作時(shí)間的拆解調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110143868.7
• 申請(qǐng)日: 2021-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112965374B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周福禮;馬盼盼;何彥東;周林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

本發(fā)明提出了一種資源約束下考慮隨機(jī)需求和操作時(shí)間的拆解調(diào)度方法，用于解決現(xiàn)有拆解調(diào)度方法缺乏對(duì)不確定性因素的處理，造成精度和效率差的技術(shù)問(wèn)題。其步驟為：首先，構(gòu)建拆卸生產(chǎn)過(guò)程對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及約束條件；其次，將遺傳算法、模擬退化算法和局部搜索算法進(jìn)行融合構(gòu)建了混合遺傳算法，并在約束條件的約束下利用混合遺傳算法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代尋優(yōu)，得到待拆卸的拆卸件數(shù)量的最優(yōu)值。本發(fā)明在拆卸調(diào)度模型中加入了不確定因素，通過(guò)考慮不確定因素的不確定性擴(kuò)展了拆卸調(diào)度，更好地反映了拆卸工廠(chǎng)的工業(yè)實(shí)踐；并采用混合遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化迭代，有助于尋找最優(yōu)的拆卸調(diào)度方案，有利于拆卸調(diào)度管理的進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及資源重復(fù)利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種資源約束下考慮隨機(jī)需求和操作時(shí)間的拆解調(diào)度方法。

背景技術(shù)

在制造業(yè)和社會(huì)的綠色理念和可持續(xù)需求的推動(dòng)下，廢舊產(chǎn)品(EOL)回收已成為工業(yè)企業(yè)的一項(xiàng)戰(zhàn)略性業(yè)務(wù)，能夠有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的可持續(xù)性。這種回收活動(dòng)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如汽車(chē)、船舶、飛機(jī)、鋼鐵和電子產(chǎn)品等?；厥諛I(yè)務(wù)包括回收流程、再制造和回收運(yùn)營(yíng)，一直被視為生產(chǎn)管理可持續(xù)運(yùn)營(yíng)的一個(gè)有前途的分支。拆卸是將報(bào)廢產(chǎn)品系統(tǒng)地分為若干組、模塊、零部件、材料和廢物的全過(guò)程，是產(chǎn)品回收或報(bào)廢回收的關(guān)鍵技術(shù)之一。EOL產(chǎn)品回收的前提是有效的拆卸，拆卸生產(chǎn)的效率對(duì)回收過(guò)程起著重要作用。因此，拆卸調(diào)度問(wèn)題已成為工業(yè)實(shí)踐者和學(xué)術(shù)研究者關(guān)注的焦點(diǎn)，并在回收行業(yè)日益嚴(yán)重。在過(guò)去的幾十年中，絕大多數(shù)的研究工作都是以節(jié)能和低成本的方式在拆卸建模、求解算法、程序優(yōu)化和工業(yè)應(yīng)用方面進(jìn)行的。

拆卸計(jì)劃是通過(guò)生產(chǎn)單個(gè)零件或部件來(lái)確定下線(xiàn)部件或退貨產(chǎn)品的訂購(gòu)和拆卸計(jì)劃，以滿(mǎn)足進(jìn)一步的再制造和回收作業(yè)的問(wèn)題。拆卸調(diào)度研究已經(jīng)歷經(jīng)幾十年發(fā)展。HwaJoong Kim和Xirouchakis指出拆卸調(diào)度研究可分為兩個(gè)分支：確定性和不確定性拆解調(diào)度。對(duì)于確定性拆卸調(diào)度，變量和參數(shù)應(yīng)該是已知的，而不確定性拆卸調(diào)度由于考慮了工業(yè)生產(chǎn)中的不確定性，將不確定因素視為隨機(jī)變量處理。

相關(guān)的研究大多集中在確定參數(shù)假設(shè)下的確定性拆卸調(diào)度問(wèn)題上。確定性拆卸調(diào)度被稱(chēng)為逆向物料需求計(jì)劃(RMRP)，因?yàn)樗倪^(guò)程是常規(guī)MRP的一種逆向形式，并且文獻(xiàn)[Gupta,S.Taleb,K.(1994).Scheduling disassembly.International Journal ofProduction Research,32(8),1857-1866.]為一個(gè)單一的產(chǎn)品類(lèi)型定義和描述了基本的拆卸調(diào)度問(wèn)題。考慮到拆卸過(guò)程的能力約束，文獻(xiàn)[Lee,D.H.,Xirouchakis,P.,Zust,R.(2002).Disassembly scheduling with capacity constraints.CIRP Annals,51(1),387-390.]通過(guò)整數(shù)規(guī)劃模型擴(kuò)展了一個(gè)具有能力約束的拆卸調(diào)度研究。文獻(xiàn)[Barba-Gutiérrez,Y.,Adenso-Diaz,B.Gupta,S.M.(2008).Lot sizing in reverse MRP forscheduling disassembly.International Journal of Production Economics,111(2),741-751.]通過(guò)考慮逆向MRP情況下的批量變量，擴(kuò)展了典型的拆卸調(diào)度，并將周期訂貨量(POQ)批量技術(shù)嵌入到設(shè)計(jì)的算法中，以便于批量考慮。文獻(xiàn)[Kim,H.J.,Lee,D.H.,Xirouchakis,P.,Kwon,O.K.(2009).A branch and bound algorithm for disassemblyscheduling with assembly product structure.Journal of the OperationalResearch Society,60(3),419-430.]研究了裝配產(chǎn)品結(jié)構(gòu)下的拆卸調(diào)度問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于拉格朗日松弛的上下界分枝定界算法來(lái)確定產(chǎn)品的報(bào)廢數(shù)量。文獻(xiàn)[Ji,X.,Zhang,Z.,Huang,S.Li,L.(2015).Capacitated disassembly scheduling with partscommonality and start-up cost and its industrial application.InternationalJournal of Production Research,54(4),1225-1243.]開(kāi)發(fā)了一個(gè)以總成本最小化為目標(biāo)的混合整數(shù)規(guī)劃模型，并設(shè)計(jì)了一個(gè)兩階段的拉格朗日啟發(fā)式算法，以在可接受的時(shí)間內(nèi)生成良好的解。構(gòu)建拆卸經(jīng)濟(jì)訂貨量(EOQ)模型，確定計(jì)劃期內(nèi)拆卸工廠(chǎng)的采購(gòu)量和具體時(shí)間，其中拆卸成本和庫(kù)存成本是目標(biāo)函數(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵優(yōu)化環(huán)節(jié)。拆卸調(diào)度研究也可以根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型的數(shù)量分為兩類(lèi)，即單個(gè)產(chǎn)品類(lèi)型和多個(gè)產(chǎn)品類(lèi)型。文獻(xiàn)[Gupta,S.Taleb,K.(1994).Scheduling disassembly.International Journal of Production Research,32(8),1857-1866.]設(shè)計(jì)了一個(gè)算法，通過(guò)確定單個(gè)定義良好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的根項(xiàng)目數(shù)來(lái)處理拆卸調(diào)度問(wèn)題。文獻(xiàn)[Taleb,K.N.Gupta,S.M.(1997).Disassembly of multiple productstructures.ComputersIndustrial Engineering,32(4),949-961.]將拆卸調(diào)度問(wèn)題從單一結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并提出了一種獲得最佳拆卸方案的算法。文獻(xiàn)[Kim,H.J.,Lee,D.H.,Xirouchakis,P.,Züst,R.(2003).Disassembly schedulingwith multiple product types.CIRP Annals,52(1),403-406.]從拆卸調(diào)度的角度考慮了多種產(chǎn)品類(lèi)型，建立了一個(gè)整數(shù)規(guī)劃模型，并設(shè)計(jì)了一個(gè)帶線(xiàn)性規(guī)劃松弛操作的啟發(fā)式算法求解。