[發(fā)明專利]基于學(xué)習(xí)效應(yīng)的多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210568108.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN115034444A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小建;黃亞領(lǐng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 北京久誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

本發(fā)明提供基于學(xué)習(xí)效應(yīng)的多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度方法及系統(tǒng)，涉及雙柔性作業(yè)車間調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以最大完工時(shí)間和線邊庫(kù)存時(shí)間的組合加權(quán)函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度模型時(shí)，考慮的目標(biāo)函數(shù)的約束條件里包括加工時(shí)間約束和準(zhǔn)備時(shí)間約束，并且為了更準(zhǔn)確表示出這兩種約束，進(jìn)一步選擇兩種不同的學(xué)習(xí)效應(yīng)模型對(duì)這兩種約束分別進(jìn)行處理；最后基于處理后的這兩種約束優(yōu)化多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度模型，并對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行求解以獲得模型最優(yōu)解，即可根據(jù)模型最優(yōu)解繪制多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度的甘特圖，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度。本發(fā)明的技術(shù)方案更加貼近車間的真實(shí)生產(chǎn)情況，相比于現(xiàn)有技術(shù)其調(diào)度結(jié)果更加合理、準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雙柔性作業(yè)車間調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于學(xué)習(xí)效應(yīng)的多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

雙柔性作業(yè)車間調(diào)度問題(Dual Flexible Job-Shop Scheduling Problem，DFJSP)是指在傳統(tǒng)的柔性作業(yè)車間調(diào)度問題(Flexible Job-Shop Scheduling Problem，F(xiàn)JSP)只考慮加工設(shè)備的柔性基礎(chǔ)上，考慮了帶資源約束的運(yùn)輸時(shí)間這一單輔助時(shí)間后，由于運(yùn)輸機(jī)器的性能差異，使得工件在不同的運(yùn)輸機(jī)器上運(yùn)輸時(shí)所消耗的運(yùn)輸時(shí)間不盡相同，工件需要選擇合適的運(yùn)輸機(jī)器和確定在運(yùn)輸機(jī)器上的運(yùn)輸順序稱之為雙柔性作業(yè)車間調(diào)度問題。該問題的研究是企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、高柔性、低成本的關(guān)鍵，也是該領(lǐng)域亟需解決的問題。

在雙柔性作業(yè)車間中，加工操作(待加工的多個(gè)工件需要在多臺(tái)加工設(shè)備上安排加工的操作)和準(zhǔn)備操作(不同加工工序在相同的加工設(shè)備上生產(chǎn)時(shí)調(diào)整加工設(shè)備的參數(shù)設(shè)置或者是更換模具的操作)是非常常見的。但是在以往研究中會(huì)默認(rèn)將準(zhǔn)備操作時(shí)間視作加工時(shí)間內(nèi)，以忽略準(zhǔn)備時(shí)間對(duì)于雙柔性作業(yè)的影響；同時(shí)，在加工操作過程中，默認(rèn)不同階段的加工時(shí)間是完全相同的。

然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著工人重復(fù)性工作、熟練程度越來越高，與機(jī)器的協(xié)同程度逐步提高，工件的加工時(shí)間是會(huì)逐漸降低的；另外，準(zhǔn)備時(shí)間往往是實(shí)際加工前的輔助性時(shí)間，其與加工時(shí)間具備不一樣的特點(diǎn)和性質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)將兩者完全等價(jià)實(shí)為不妥。現(xiàn)有技術(shù)在未考慮實(shí)際加工操作和實(shí)際準(zhǔn)備操作的前提下就草率地對(duì)雙柔性作業(yè)車間進(jìn)行調(diào)度，其調(diào)度結(jié)果必然是不精準(zhǔn)、不貼合真實(shí)情況的，這樣的求解結(jié)果無法為企業(yè)的生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的參考。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于學(xué)習(xí)效應(yīng)的多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)因未考慮實(shí)際加工操作和實(shí)際準(zhǔn)備操作而導(dǎo)致雙柔性作業(yè)車間調(diào)度結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明首先提出了一種基于學(xué)習(xí)效應(yīng)的多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度方法，所述方法包括：

構(gòu)建多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度模型；所述多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件；所述目標(biāo)函數(shù)為最大完工時(shí)間和線邊庫(kù)存時(shí)間的組合加權(quán)函數(shù)；所述約束條件包括加工時(shí)間約束和準(zhǔn)備時(shí)間約束；

基于工件位置相關(guān)和考慮工件相似度的學(xué)習(xí)效應(yīng)模型求解所述加工時(shí)間約束獲取求解后的加工時(shí)間約束；基于連續(xù)指數(shù)遞增學(xué)習(xí)效應(yīng)模型求解所述準(zhǔn)備時(shí)間約束獲取求解后的準(zhǔn)備時(shí)間約束；基于求解后的加工時(shí)間約束和求解后的準(zhǔn)備時(shí)間約束優(yōu)化多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度模型；

求解優(yōu)化后的所述多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度模型以獲取模型的最優(yōu)解，并基于所述最優(yōu)解繪制多目標(biāo)雙柔性作業(yè)車間調(diào)度的甘特圖。

優(yōu)選的，所述組合加權(quán)函數(shù)包括：

minZ＝ω₁C^max+ω₂C^edge