[發明專利]一種高端電池智能工廠應用級生產排程方法

有效

• 申請號: 202310611262.0
• 申請日: 2023-05-29
• 公開（公告）號: CN116362521B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 宋文龍;楊建芬;施璐;高偉偉;劉紅杰;李丹;談志農;王子楊;張元春;陳羽婷;羅秋月;田慶山
• 申請（專利權）人: 天能電池集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 呂永芳

1.一種電池工廠應用級生產排程方法，其特征在于，所述方法包括：

Step1：根據電池工廠追求的排程目標以及電池產線上的實際產能約束條件構建生產排程數學模型；

Step2：根據Step1確定的生產排程數學模型，確定粒子群方法的適應度函數，并采用基于訂單分段式比例編碼的編碼方式，利用集員中的正多胞體作為粒子的搜索空間；

Step3：根據Step2得到的由正多胞體構造的粒子搜索空間，在粒子群方法全局搜索過程中根據群體最優粒子構造測量帶對正多胞體進行切割以達到動態更新粒子群的搜索空間的目的，根據最終搜索到的最優粒子得到電池工廠生產排程結果；

所述Step1包括：

假設某電池工廠需要在個時間為的生產期內完成n個電池訂單，每個訂單的生產數量為，要求的交貨期為個生產期，產品完成后每個生產期的單位存儲成本為，超過交貨期外的單位懲罰成本為，生產總工序數為；

設所有訂單的產品生產完成后入庫到交貨出庫所產生的總存儲成本和因部分產品延期導致的懲罰成本總和為，則電池工廠生產排程數學模型的目標函數為：

(1)

表示第i個訂單的交貨期需要的生產期數目，表示第i個訂單的單位存儲成本，表示第i個訂單產生的單位懲罰成本；

電池工廠生產排程約束條件包括：

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

其中，表示電池訂單序號，；表示電池產線生產工序號，；表示生產期的序列號，；表示訂單的瓶頸加工工序編號；表示訂單在第道加工工序的產品平均加工時間；表示在第個生產期下訂單在工序上的加工產品數量；表示在第個生產期下訂單的加工產品數量；表示加工設備利用率；

所述Step2中粒子群方法的適應度函數為：

(8)

粒子的速度更新和位置更新規則如下：

(9)

(10)

(11)

其中，表示迭代次數，為慣性常數；為自我學習因子，為群體學習因子；為區間[0，1]上均勻分布的隨機數；表示維度標號；是粒子在第次迭代中的第維的位置；是粒子在第次迭代中的第維的速度；是粒子在第次迭代中的第維的個體最優的位置；是群體粒子在第次迭代中第維的全局最優的位置，為粒子在第維的搜索空間范圍，為第維粒子搜索范圍的最小值，為第維粒子搜索范圍的最大值；

所述Step2中基于訂單分段式比例編碼的編碼方式為：

單個粒子的空間維度m由訂單數量n和給定生產期的乘積確定，即，每個粒子共有n段，對應n個訂單，每段長度為，對應各訂單在個生產期內的安排，每段粒子上的數字代表在該生產期所要生產相應訂單的數量占訂單總數量的比例；

所述Step2中利用集員中的正多胞體作為粒子的搜索空間，包括：

定義維空間粒子的搜索空間為維正多胞體：

(12)

其中，

為正多胞體的中心，為對角值為的對角矩陣，為正多胞體的形狀矩陣，表示粒子在搜索空間范圍內的變量，為中間變量，表示無窮范數；

所述Step3中根據群體最優粒子構造測量帶包括：

給定時刻的群體最優粒子在時刻更新為，以及測量帶收縮系數，由群體最優粒子為中心構造測量帶，則時刻的測量帶為：

(13)

其中，為可觀測的數據向量，；為測量帶誤差幅值，

為群體最優粒子更新的距離公式，，為測量帶的輸出信息，

(14)

為測量帶的誤差，；

所述Step3中利用構造的測量帶對正多胞體進行切割，包括：

由時刻構建的測量帶信息動態更新的的正多胞體得到時刻的正多胞體搜索空間為：

(15)

其中，

其中，表示頂點最值向量，表示對于取最大值，即執行，對于取最小值，即執行；為的正多胞體確定的約束集合，在每次的迭代過程中，當群體最優粒子在不斷變化時，構造測量帶信息去收縮正多胞體，使得粒子的搜索空間隨著群體最優粒子的變化而動態收縮；

當群體最優粒子長期保持停滯時，重置正多胞體搜索空間為初始搜索空間范圍，測量帶誤差為初始誤差進行后續搜索迭代。