[發明專利]基于改進NSGA-Ⅲ算法求解車間節能調度問題的方法

在審

• 申請號: 202110794067.7
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113450013A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 欒飛;姚淑敏
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/04;G06N3/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王敏強

本發明公開了一種基于改進NSGA?Ⅲ算法求解車間節能調度問題的方法，首先構建柔性作業車間節能調度問題模型；產生一組分布均勻的參考點；采用基于自然數三段式編碼，采用隨機方式生成規模為N的初始父代種群P₁；設置算法參數；對父代種群P₁中的個體執行交叉、變異操作，生成子代種群Q₁；將Q₁和P₁合并生成臨時種群R₁；然后對臨時種群R₁，通過快速非支配排序構造非支配解集F₁,F₂...F_i、參考點小生境數的計算以及精英選擇生成P₂，規模為N；對P₂執行相同操作，生成Q₂；進而生成R₂；對R₂執行相同操作繼續進行更新；最后采用加權法從最優解集F₁中選出一個解作為最優妥協解，并輸出。本發明可以增強NSGA?Ⅲ算法的求解精度，給生產企業提供一種節能經濟的調度方案。

技術領域

本發明屬于作業調度技術領域，具體涉及一種基于改進NSGA-Ⅲ算法求解車間節能調度問題的方法。

背景技術

在以往的車間生產調度研究中，主要針對機器轉速恒定的車間節能調度問題進行研究，但隨著科技的發展，出現了不少多功能機床設備，可以根據實際需要以不同速度來對不同零件進行加工。因此，考慮不同轉速對于機器加工效果的影響，研究機器多轉速條件下的多目標柔性作業車間節能調度問題，更加符合目前制造車間的生產實際和調度理論未來的發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于改進NSGA-Ⅲ算法求解車間節能調度問題的方法，以增強NSGA-Ⅲ算法的求解精度，給生產企業提供一種更優的調度方案。

本發明所采用的技術方案是，基于改進NSGA-Ⅲ算法求解車間節能調度問題的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、構建柔性作業車間節能調度問題模型：包括柔性作業車間節能調度問題描述、模型構建；

步驟2、產生一組分布均勻的參考點；

步驟3、采用基于自然數三段式編碼，三段式編碼分別為工序碼、設備碼和速度碼；采用隨機方式生成規模為N的初始父代種群P₁；設置算法參數：當前迭代次數t，最大迭代次數t_max，交叉概率P_N，變異概率P_M，每個目標的等分數H；

步驟4、對父代種群P₁中的個體進行交叉、變異操作，生成交叉子代種群Q₁；將Q₁和P₁合并生成臨時種群R₁；

步驟5、對臨時種群R₁，通過快速非支配排序構造非支配解集F₁,F₂...F_i、參考點小生境數的計算以及精英選擇生成第二代父代種群P₂，規模為N；

步驟6、判斷是否滿足終止條件，若不滿足，則執行步驟4；若滿足則執行步驟7；

步驟7、利用加權法，從最優解集F₁中選出一個解作為最優妥協解，并輸出。

本發明的特點還在于，

步驟1中柔性作業車間節能調度問題描述如下：

設n個工件在m臺設備上加工，每個工件有一道或多道工序，每道工序可在不同的設備上加工，但不同設備加工同一工序的時間不同，調度內容即是在滿足約束條件的前提下，將工件的各道工序合理地安排給各臺設備，并選擇合適的加工速度，以實現最大完工時間、最小總延期時長、最小設備總負荷和最小系統總能耗；