[發明專利]一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法

有效

• 申請號: 202110853679.9
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113592288B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 王岷嘉;孫琳;但孝禹;王悅;袁喆;谷瑞;黃莉
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚

1.一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，將每個下料機抽象為時間軸，每個作業抽象為長度固定的時間資源占用線形長度條，利用非等同并行機算法將長度條依次放置于時間軸中，考慮下料機數量、不同材料使用下料機規范、復材預浸料外置時間以及鋪疊開始時間約束，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，輸入單元讀取Oracle數據庫中的排程數據，將排程數據傳輸至處理單元；

步驟2，處理單元采用最小化完工時間為目標函數的非等同并行機模型算法生成可行的下料計劃，將可行的下料計劃傳送至輸出單元；

步驟3，輸出單元將下料計劃顯示在頁面。

2.根據權利要求1所述的一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，其特征在于，步驟1所述排程數據包括訂單數據、訂單鋪疊時間數據、材料數據、下料機數據、下料機工作時間數據、下料機-零件關聯時間數據、零件-材料關聯數據、零件工藝路線數據。

3.根據權利要求1所述的一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，其特征在于，步驟2所述處理單元采用最小化完工時間為目標函數的非等同并行機模型算法生成可行的下料計劃，包括以下步驟：

步驟2.1，計算訂單下料時間約束；

步驟2.2，對訂單進行分類排序；

步驟2.3，對下料計劃排程；

步驟2.4，調用非等同并行機模型算法生成可行的下料計劃。

4.根據權利要求3所述的一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，其特征在于，步驟2.1所述計算訂單下料時間約束包括處理單元根據訂單數據和訂單鋪疊時間數據計算訂單下料時間約束，讀取訂單及其鋪疊時間數據，通過公式e_i＝p_i-S_h-maxt_ij計算零件i的最晚下料時間；讀取訂單的交付時間g_i以及對應材料的外置時間w_i，通過公式s_i＝g_i-w_i計算零件i的最早下料時間；建立訂單下料時間的約束列表T_i＝{[s_i，e_i]|i＝1，2，3…n}。

5.根據權利要求3所述的一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，其特征在于，步驟2.2所述對訂單進行分類排序包括根據下料機數據和訂單鋪疊時間數據對訂單排序；處理單元讀取下料機-零件關聯數據，按照下料機數量對訂單分類，按建議下料機數量越少，訂單優先級越高的原則，以及按照訂單下料時間越早，訂單優先級越高的原則對訂單進行排序。

6.根據權利要求3所述的一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，其特征在于，步驟2.3所述對下料計劃排程，包括以下步驟：

步驟2.3.1，按照訂單順序依次安排下料計劃，首先判斷訂單i是否存在唯一指定下料機，若存在，則安排在該下料機上，否則選擇最早開始下料時間s_i后24小時內較為空閑的下料機；

步驟2.3.2，取訂單i在下料機j上開始的下料時間為s_ij＝max{s_i，O_hj}，即訂單i的最早開始下料時間s_j和下料機j上一訂單下料結束時間的最大值，若零件i為該下料機上的第一個任務，則下料機可用時間為當前的開工時間；

步驟2.3.3，判斷訂單i是否滿足其下料時間約束；若滿足，則進入步驟2.3.4，若不滿足，則判斷訂單i是否還有可選下料機，若有則更換下料機，進入步驟2.3.2，若沒有，則將訂單i加入未排訂單列表；

步驟2.3.4，在下料機j上插入訂單i后，原本加工時間在訂單i之后的訂單開始加工時間后移，對所有加工時間改變的訂單進行下料時間約束校驗，若不滿足則更換訂單i的下料機選擇，轉步驟2.3.2，若滿足則確定訂單i的下料計劃。

7.根據權利要求3所述的一種基于非等同并行機模型的下料計劃排程方法，其特征在于，步驟2.4所述調用非等同并行機模型算法包括以下步驟：

調用以最小化完工時間為目標函數的非等同并行機模型算法，多次迭代計算下料任務開始時間和結束時間，生成可行的下料計劃；

步驟2.4.1，以最小化完工時間為目標，設有n個相互獨立的工件，m臺機器，m≥2，且m臺機器存在不同，每個工件在每臺機器上都有確定的加工時間，且均可由m臺機器中的任一臺完成加工任務；確定每臺機器加工的工件代碼，使每臺機器加工滿足約束條件，每臺機器在同一時刻只加工一個工件，一個工件一旦在機器上加工就不能中斷直至其被加工完成；

步驟2.4.2，建立基于下料機約束的非等同并行機排程模型，具體變量定義如下，

J＝{1，2，…，n}為訂單中所有零件的集合，

M＝{1，2，…，m}為下料機設備的集合，

P＝{p_i|i＝1，2，…，n}為零件鋪疊工序開始時間，

T_i＝{[s_i，e_i]|i＝1，2，3…n}為訂單下料時間約束列表，其中s_i為最早開始下料時間，e_i為最晚開始下料時間，

G＝{g_i|i＝1，2，…，n}為訂單交付時間，

W＝{w_i|i＝1，2，…，n}為對應的材料的外置時間，

S_ij為訂單i在下料機j上開始下料時間，

t_ij為訂單i在下料機j上的下料工序時間，

p_i為鋪疊工序的開始時間，

S_h為工序之間的緩沖時間，

L是一個足夠大的正整數，

建立模型

s_i≤S_ij≤e_i (1.1)

S_ij+x_ij×t_ij≤p_i-S_h (1.2)

S_ij+x_ij×t_ij≤S_hj+L(1-Y_ihj) (1.3)

S_ij≥mins_i (1.5)

i＝1，2，…n；h＝1，2，…n

j＝1，2，…，m

其中，公式(1.1)表示下料開始時間必須滿足零件下料的時間約束；公式(1.2)表示下料的結束時間必須早于鋪疊開始時間減去下料與鋪疊之間的緩沖時間；公式(1.3)表示同一并行機上相鄰兩個零件，后一個下料開始時間不能早于前一個下料結束時間；公式(1.4)表示一個零件只能在一臺并行機上進行下料，其中，當零件具有下料機約束時，例如工件h只能在并行機k上進行加工，則x_kk＝1，公式(1.5)表示所有零件下料時間不能早于零件最早的下料開始時間，即必須滿足材料外置時間的約束。