[發明專利]結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法

有效

• 申請號: 202110280193.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112949077B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 胡耀光;任維波
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/12;G06F111/04;G06F119/12
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

本發明涉及一種結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法，屬于生產調度技術領域。本發明綜合考慮柔性作業生產車間加工設備和運輸設備等生產資源，結合工件作業柔性工藝路線，構建柔性作業車間加工設備和運輸設備動態調度集成的數學決策模型，并采用遺傳算法進行求解，最終生成所有工件的柔性作業調度路線，包括在不同加工設備和運輸設備的開始和結束時間。該發明可以綜合解決生產車間加工設備和運輸設備集成調度問題，更加適應現有的生產現狀，從而減少產品生產時間，降低產品生產過程中的生產成本，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及一種結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法，屬于生產調度技術領域。

背景技術

柔性作業車間調度問題(flexible job shop scheduling problem，簡稱FJSP)作為作業車間調度問題(job-shop scheduling problem，JSP)的延伸，它同時考慮了制造系統中的工藝柔性和資源柔性。在這樣一個系統中，大多數工件都有許多可行的工藝方案，并且每個工序都可以在不同的機床上進行。因此，調度計劃的確定和機器的選擇應該同時進行。

同時，為了提高生產物流效率和智能化水平，在實際生產中，許多企業通過購買自動導向車(Automated Guided Vehicle，AGV)等運輸資源來提高物流效率，促進柔性化、智能化制造，這給車間調度帶來了巨大的挑戰。此外，在制造系統中，工件在上一臺加工設備上完成加工操作，然后需要經過運輸設備(如AGV等)輸送至下一臺加工設備。事實上，對于工件而言，加工設備和運輸設備之間存在著很強的相互影響。一方面，在加工設備上的加工時間會影響運輸設備的選擇；而另一方面，運輸設備也會影響加工設備的等待時間。

因此，本發明內容結合運輸設備約束主要考慮了以下幾個方面的因素：(1)為了適應實際生產環境，在作業車間調度問題中，考慮不同工件的柔性工藝路線，即工件的操作工序可以在不同的設備上完成。(2)目前，柔性作業車間調度問題的研究幾乎只關注加工設備的作業時間，而忽略了運輸設備的作業時間。機械加工和運輸操作應兼顧考慮，這樣更加符合實際應用的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法。該方法綜合考慮柔性作業生產車間加工設備和運輸設備等生產資源，結合工件作業柔性工藝路線，構建柔性作業車間加工設備和運輸設備動態調度集成的數學決策模型，并采用遺傳算法進行求解，最終生成所有工件的柔性作業調度路線，包括在不同加工設備和運輸設備的開始和結束時間。該發明可以綜合解決生產車間加工設備和運輸設備集成調度問題，更加適應現有的生產現狀，從而減少產品生產時間，降低產品生產過程中的生產成本，提高生產效率。

發明的目的是通過下述技術方案實現的。

結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法：獲取柔性作業車間加工工序、運輸工序和生產資源，構建加工工序集合、運輸工序集合、加工設備集合和運輸設備集合，并確定各個加工設備之間、加工設備與初始工位、加工設備與卸載工位的距離，構建距離矩陣。之后，綜合考慮生產資源的優勢和特點，確定每個加工/運輸工序的可選設備資源，構建各個加工工序的可選加工設備資源集合和工序時間集合以及各個運輸工序的可選運輸設備資源集合。然后以完工時間最小為優化目標，構建考慮運輸設備約束的柔性作業車間智能調度模型，并通過遺傳算法進行求解，得到所有工件的柔性作業調度路線以及在不同加工設備和運輸設備的開始和結束時間。所述的結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法更加適應現有的生產現狀，可以減少產品生產時間，降低產品生產過程中的生產成本，提高產品生產過程的自動化率，提高生產效率。

結合運輸設備約束的柔性作業車間智能調度決策方法，包括如下步驟：

步驟一、獲取柔性作業車間加工/搬運工序和生產資源，構建加工工序集合、運輸工序集合、加工設備資源集合和運輸設備資源集合，并確定各個加工設備之間、加工設備與初始工位、加工設備與卸載工位的距離，構建距離矩陣。