一种实现定制家具继列分批调度优化的方法技术

本发明专利技术是一种实现定制家具继列分批调度优化的方法。包括有如下步骤:1）按交货期的先后对订单集进行排序；2)截取第k个序列的订单集；3)获取订单集的订单和零部件信息；4)运用元胞粒子群算法对零部件进行优化分批，获得零部件的最优分批结果。本发明专利技术获取订单集，同时获取订单集零部件加工时间，对订单内零部件按加工时间分批排序，获得一种排序结果即一个粒子，对粒子进行初始化，通过变异、迭代运算得到不同的粒子，选取适应度最好的粒子分批作为最优分批调度的方法，本发明专利技术能在大规模定制家具生产环境下对封边钻孔环节进行分批，解决了最小化订单完工时间问题，同时实现了订单交货期的优化，能满足大规模定制家具企业快速高效生产要求。

【技术实现步骤摘要】
—种实现定制家具继列分批调度优化的方法
本专利技术属于先进制造系统运行控制理论中的调度问题，具体涉及一种个性化家具大规模定制生产环境下利用元胞粒子群算法(PSO-CA)实现零部件继列分批调度优化的方法，特别是一种利用粒子群算法实现定制家具继列分批调度优化的方法，属于实现定制家具继列分批调度优化的方法的创新技术。
技术介绍
目前，对于个性化家具大规模定制生产的研究更多地集中于产品(族)设计与产品配置，而生产计划与调度作为大规模定制的关键技术之一，直接影响大规模定制能否成功实施。大规模定制环境下，客户定制需求的多样化与个性化，使得订单的品种增多，单个品种的需求数量急剧下降，在生产中导致订单的合理分批排序难度增加，对订单的按时完成造成了很大影响，增加了生产调度的复杂性。在满足各加工工序、时间、批量、机器环境的约束条件下，通过对订单集分批，同时达到同一订单零部件完工时间基本一致、订单按时完工交货这两个目的是一项困难的任务。曾敏在“大规模定制关键问题建模与应用研究”，华中科技大学，2011中针对柔性生产线的多目标优化批调度问题，提出了一种平行机继列分批调度模式Pm|s-batch|Cmax。设计了自适应元胞粒子群多目标优化算法，其创新点在于使用元胞自动机进行变异搜索，提高了寻优能力。在实际应用中，利用瓶颈分解法有效降低了多目标优化问题的维数，采用科学可视化技术实现了群智能优化的进化过程的可视化显示，进行了各种组合参数设置的比较研究，找出了较优的基于黄金分割理论的权值设置参数，减少了参数设置的随意性和经验性。解决了大规模定制生产方式的调度难题，实现了大批量生产方式向大规模定制生产模式的转变。但是，该方法在采用自适应元胞粒子群算法求解平行机继列分批多目标优化问题时，不能解决同一订单的零部件完工时间差异显著问题。陈亚绒，管在林，彭运芳，邵新宇在“面向大规模定制的瓶颈成组调度启发式方法研究”，中国机械工程第21卷第八期，2010年四月中分析了大规模定制生产模式的产品生产特征，描述了面向大规模定制的模块工件成组调度问题，提出了以识别瓶颈工序为基础的最小化加权拖期成组调度启发式方法，实现了单条生产线上生产成本与交货期的优化。实际生产数据的调度结果表明，与模块单批调度和完全批成组调度方法相比较，基于瓶颈的最小化加权拖期模块成组调度启发式方法更可行、更有效。但是，该方法未考虑到产品的分批问题，不能适用于多生产线、多批次的生产环境。顾恒平，单汨源，蒲黎达在“大规模定制企业生产作业调度优化问题研究”，工业技术经济第25卷第11期中在定制点分离思想基础上，对大规模定制调度问题进行了研究，提出了零件加工的成组作业族、基于JIT思想的小批量作业组和产品组装的同工序同物料的物料限制满足的生产调度策略，解决了零件加工作业调度问题和产品组装作业调度问题。但是，他们未对订单优化组批进行分析研究，而且其方法所描述的产品生产特征与个性化家具大规模定制的生产特征不完全吻合，不能有效应用于个性化家具大规模定制生产的分批调度。以上方法都是单方面对大规模定制产品生产效率进行优化，在个性化家具大规模定制生产环境下，它们不能同时解决同一订单的零部件完工时间差异显著问题和订单交货期的优化问题。现有分批调度研究主要集中在半导体加热炉生产线、钢铁工业热轧加热炉生产线、电信交货机的数据包调度、网格计算任务调度、物流配送中心调度等领域，但是，在个性化家具大规模定制生产环境下关于分批调度的研究并不成熟。为解决上述问题，必须针对个性化家具大规模定制生产调度专利技术新的分批调度方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于考虑上述问题而提供一种解决了同一订单零部件完工时间差异显著问题，同时实现了订单交货期的优化，有助于家具企业对定制订单集进行优化组批，提高生产效率的实现定制家具继列分批调度优化的方法。本专利技术的技术方案是:本专利技术的实现定制家具继列分批调度优化的方法，包括有如下步骤:I)按交货期的先后对订单集进行排序；2)截取第k个序列的订单集；3)获取订单集的订单和零部件信息；4)运用元胞粒子群算法对零部件进行优化分批，获得零部件的最优分批结果。本专利技术提供一种利用元胞粒子群算法实现个性化家具大规模定制继列分批调度优化的方法，目的是在个性化家具大规模定制生产环境下，对订单集进行分批优化，解决目前家具企业生产中同一订单的零部件完工时间差异显著问题和定单交货期的优化问题，为家具企业组织生产提供了支持。本专利技术的技术效果体现在:目前个性化家具大规模定制企业安排订单组织生产时，各条生产线分批、批内排序不科学导致同一订单的零部件完工时间差异显著、订单不能按时交货。针对以上两个问题，如何在各加工环节进行分批优化，同时解决同一订单的零部件完工时间差异显著问题和订单交货期的优化问题构成了本专利技术的关键点。本专利技术在封边、钻孔环节，利用元胞粒子群算法对零部件进行分批优化及批内加工顺序优化，达到了同一订单零部件完工时间基本一致和订单按时完工交货两个目的。本专利技术对个性化家具大规模定制企业的高效生产具有重要应用意义。本专利技术是一种方便实用的实现定制家具继列分批调度优化的方法。【附图说明】图1为专利技术总体流程图；图2为封边、钻孔环节零部件分批流程图；图3为分批器中零部件分批排序原理图；图4为元胞粒子群算法实施图。【具体实施方式】实施例:本专利技术的核心内容是如何运用元胞粒子群算法对个性化家具大规模定制分批优化。本专利技术结合元胞粒子群算法和个性化家具大规模定制生产特征，将元胞内部信息看作订单零部件位置，元胞间的顺序看作订单的加工顺序。元胞粒子群的特点:按照元胞粒子群利用交叉操作完成算法的速度更新和位置更新并采用有效的邻域结构对粒子进行局部搜索。如果将粒子群看作一种元胞模型，每个粒子只与通过邻居函数确定的邻居进行信息交流，这样会使得信息在种群中的传播变慢，有助于保持种群的多样性，探索搜索空间，并充分挖掘每个粒子的局部信息。本专利技术方法实现过程如下:车间共有P条流水线，P的索引为[1，2，3，……，P]，每条流水线上有裁板、封边、钻孔机器各一台，每个零部件必须依次经过裁板、封边、钻孔工序加工，并且分配到某生产线上的零部件只能在该生产线上加工，直至经过三道工序加工完成。假设有I个订单，先按订单的交货顺序从小到大排序，并截取订单，赋予序列I~k，每一序列中限制零部件数目Q，且交货顺序大致相同。例:若订单I中零部件的数目为M1，订单2中零部件的数目为M2,Mi+M2〈 = Q，则1、2订单组成序列I。每一序列进行裁板后整体转移到封边、钻孔工序。取第k序列。(I)将第k序列中的零部件按订单分类，并随机生成订单位置数据；(2)每个零部件的每道工序的加工时间均已确定，为(Imin，Imax)；(3)将订单按位置数据从小到大排序，订单内部按零部件加工时间tpxd从小到大排列。将零部件按从左到右的顺序填入P个批次内，直到零部件填完，一次分批结束，得到一个解E1 ； (4)设总循环次数为H，取初始循环为h = I，每重复一次⑴~(4)，h = h+Ι，直到h = H，分批结束，可以得到H个解E1~Eh，即H个粒子。(5)将H个粒子E1~Eh定义为初始种群，对初始种群中粒子进行初始化，并随机生成订单的位置数据；(6)元胞变异迭代粒子种群，更新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现定制家具继列分批调度优化的方法，其特征在于包括有如下步骤:1)按交货期的先后对订单集进行排序；2)截取第k个序列的订单集；3)获取订单集的订单和零部件信息；4)运用元胞粒子群算法对零部件进行优化分批，获得零部件的最优分批结果。

【技术特征摘要】
1.一种实现定制家具继列分批调度优化的方法，其特征在于包括有如下步骤: 1)按交货期的先后对订单集进行排序； 2)截取第k个序列的订单集； 3)获取订单集的订单和零部件信息； 4)运用元胞粒子群算法对零部件进行优化分批，获得零部件的最优分批结果。2.根据权利要求1所述的实现定制家具继列分批调度优化的方法，其特征在于上述步骤4)的方法包括如下步骤: 41)输入订单 集的订单和零部件信息； 42)赋予订单位置数据，订单的位置数据按从大到小进行排序，同时订单内部零件按照时间从小到大排序； 43)对零部件进行分批； 44)运用元胞粒子群算法获取最优分批结果。3.根据权利要求2所述的实现定制家具继列分批调度优化的方法，其特征在于上述步骤43)的分批方法包括如下步骤: 431)设定零件个数M个。总批次P，第P批第X个零件的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志，陈新，孙盛，陈新度，刘强，王小军，叶东东，陈小奇，陈海燕，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44