[發明專利]一種基于混合算法的項目型產品裝配車間人員調度方法、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110390450.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112862380B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 袁東風;鄭安竹;江銘炎;梁道君
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

本發明涉及一種基于混合算法的項目型產品裝配車間人員調度方法、設備及存儲介質，該方法建立了以最小完工時間為優化目標的項目型產品裝配人員調度的數學模型，通過結合了獅群算法和禁忌搜索算法的混合算法，將工人組與裝配流程整合優化，通過獅王占領食物、母獅捕獵和幼獅學習捕獵等不同的位置更新方式，結合創建的禁忌表進行禁忌搜索，得到較優的裝配車間人員調度方案，以提高裝配效率與合理安排生產資源。

技術領域

本發明涉及一種基于混合算法的項目型產品裝配車間人員調度方法、設備及存儲介質，屬于裝配車間生產計劃管理領域。

背景技術

隨著現代企業生產模式的不斷發展，部分項目型產品制造企業的產品定制化需求也越來越多樣化。項目型產品就是依照客戶的個性化需求，以單件或小批量的模式進行生產和裝配，其產品生產過程中最重要的環節就是裝配，占據了總生產時間的50％以上。項目型產品一般由一定數量和等級的工人成組來進行裝配，如何對工人資源進行配置就成為了項目型產品裝配車間調度問題的關鍵。

在目前，大多項目型產品制造企業裝配車間對人員調度仍然使用人工安排調度的方式，以工期為目標，以工人小組為單位，并行的完成產品裝配，這樣的人員調度模式的主要問題是：人工手動進行人員調度的效率低下，在裝配步驟較多和工人小組較多的情形下計算量過大，且缺乏準確性；由于資源的受限或空間的約束，在裝配過程中需要進行工人組的動態調整，使得調度過程變得更為復雜；在人工安排工人小組組成時，不易對工人能力這一指標進行定量核算，大量采取個人經驗作為標準，易對最終結果產生影響。

針對制造企業裝配車間的人員調度問題，已有不少學者運用混合線性規劃、分層優化算法等方法實現優化調度，但是傳統的數學算法，并行性差，魯棒性差，且不具備全局搜索能力；還有部分學者運用了蟻群算法、遺傳算法等智能化算法實現裝配流程與人員的對應優化調度，但是沒有對工人組這一現象進行建模，不適用于項目型產品的裝配過程，且單一優化算法易陷入局部極值，適應性較差，不適用于項目型產品的多樣化定制的裝配過程。

目前，獅群算法和禁忌搜索算法都被廣泛應用于優化問題。獅群算法是在分析獅群協作捕獵這種行為特點的基礎上，通過模擬自然進化過程搜索最優解的過程，獅群算法是從一個包含了獅王、母獅和幼獅的種群開始的，獅王總是向最優食物源移動，而母獅和幼獅環繞在獅王周圍，分別完成協同捕獵和學習捕獵以及進食的過程，種群中不斷地進行三種類型獅子的位置更新，最后末代獅群中獅王的位置，即所求問題的近似最優解；禁忌搜索算法作為一種鄰域隨機搜索算法，在搜索過程中標記對應已搜索的局部最優解的一些對象，并在進一步的迭代搜索過程中盡量避開這些對象，從而保證對不同的有效搜索途徑的探索。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于混合算法的項目型產品裝配車間人員調度方法，該方法建立了以最小完工時間為優化目標的項目型產品裝配人員調度的數學模型，通過結合了獅群算法和禁忌搜索算法的混合算法，將工人組與裝配流程整合優化，通過獅王占領食物、母獅捕獵和幼獅學習捕獵等不同的位置更新方式，結合創建的禁忌表進行禁忌搜索，得到較優的裝配車間人員調度方案，以提高裝配效率與合理安排生產資源。

本發明還提供了一種計算機設備和存儲介質。

本發明的技術方案為：

一種基于混合算法的項目型產品裝配車間人員調度方法，該方法包括：

步驟1：基于裝配工序流程與裝配工序流程對應的工人組的類型，生成初始調度方案序列；

步驟2：構建初始獅群，確定初始獅群的個體比例；初始化整個獅群中每個個體的位置，并將整個獅群中個體的位置映射到初始調度方案序列的工序序列中；

步驟3：以最小完工時間為優化目標，計算初始獅群中所有個體的目標函數值，依照目標函數值分配個體角色；