一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题制造技术

一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题，根据TOC原理判断瓶颈资源，利用一种基于K_means算法优化车间瓶颈工艺加工的调度，并优化瓶颈。最后得到最优方案，输出最优方案。本发明专利技术利用TOC规划瓶颈判断，简单有效，准确；利用K_means算法解决调度问题，保证局部最优，提高及机器利用率，提高产量，减低瓶颈；相异度用作业的操作时间来刻画，简单明了；利用线性规划对聚类好的K个聚类中心进行全局最优判定，保证算法得到全局最优解，提高了解的精确度。

A K_means algorithm for solving the bottleneck problem of job shop process

Based on the K_means algorithm to solve the bottleneck problem of the job shop process, according to the TOC principle to judge the bottleneck resources, using a K_means algorithm to optimize the scheduling of the bottleneck process, and optimize the bottleneck. Finally, the optimal scheme is obtained. The invention uses TOC programming bottleneck judgment, simple and effective, accurate; using the K_means algorithm to solve the scheduling problem, ensure the local optimum and improve machine utilization, increase production, reduce the bottleneck; dissimilarity operation time to describe, simple and clear; using the linear programming of K cluster center clustering good global optimal decision to ensure the algorithm, get the global optimal solution, to improve the accuracy of.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及调度领域，具体地涉及用算法解决作业车间工艺瓶颈问题。
技术介绍
在企业的整个经营过程中，总有某一个环节制约着企业的产销率，我们将其称为“瓶颈”。企业的目标就是在现在或将来赚取更多的利润，所以要不断的进行改进和突破，让瓶颈不再成为企业增收的障碍。但是在改进的过程中，日的瓶颈消失了，新的瓶颈又将产生。所以对企业来说，对瓶颈的改造和突破是一个循环往复、持续改进的过程。通过对以上定义的分析，可以发现，判别某资源是否为瓶颈资源时，有以下六种典型情况：1.部分生产资源的生产能力低于市场需求。2.所有生产资源的生产能力低于市场需求。3.所有生产资源的生产能力均高于市场需求。4.添加新的生产资源或改进工艺时，对瓶颈资源产生的影响。5.通过外包加工提高生产能力时，对瓶颈资源产生的影响。6.通过营销等措施使市场需求提高时，对瓶颈资源产生的影响。约束理论认为应该平衡系统中的物流，而不是平衡系统中的能力，那些占极少数的瓶颈资源是控制物流的关键，决定了占大多数的非瓶颈资源的利用程度，同时决定了系统的有效产出。因此，理论的工具、原则就成为瓶颈资源识别的关键技术之一。本章主要研究瓶颈资源的识别方法，以便科学合理、快速有效地识别出系统中的瓶颈资源。瓶颈资源限制了整个系统的有效产出，是系统能力最薄弱的地方。K_means算法在大量数据处理中有着非常广泛的应用，它的主要思想是通过迭代过程把数据集划分为不同的类别，使得评价聚类性能的准则函数达到最优，从而使生成的每个聚类内紧凑，类间独立。K_means算法有计算时间短、速度快、容易解释等优点。但是对异常值敏感、对一些问题的解不够精确。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题。本专利技术的目的是克服现有技术中存在的问题：作业车间产能供不应求，存在工艺瓶颈问题；对异常值敏感、对一些问题的解不够精确。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题。该算法的步骤如下：步骤1：识别瓶颈：瓶颈的识别方法如下：步骤1.1：根据TOC原理判断瓶颈资源。步骤1.2：当需求超过能力时，排队最长的机器就是瓶颈。步骤2：优化瓶颈：利用一种基于K_means算法优化车间瓶颈工艺加工的调度。具体流程如下：步骤2.1：初始化算法参数：初始个体(作业工序)数量N，机器数量K。步骤2.2：初始化聚类。具体如下：(1)随机选取K个工序作为聚类中心。(2)以这K个工序作为中心点，计算工序群体N中每个工序与这K个工序的相异度。相异度用作业的操作时间来刻画。(3)聚类。步骤2.3：利用线性规划对这K个聚类中心进行全局最优判定。步骤3：得到满意结果或迭代次数达到一定值，输出最优解，算法结束。否则，以当前聚类的平均值作为中心，返回步骤2.2。本专利技术的有益效果是：1.通过识别瓶颈，对瓶颈有正对性地优化瓶颈工艺的作业调度，避免了很多不必要的优化程序，加快了算法的执行速度，同时，也提高了算法解的精确度。2.利用TOC规划瓶颈判断，简单有效，准确。3.利用K_means算法解决调度问题，保证局部最优，提高及机器利用率，提高产量，减低瓶颈。4.相异度用作业的操作时间来刻画，简单明了。5.利用线性规划对聚类好的K个聚类中心进行全局最优判定，保证算法得到全局最优解，提高了解的精确度。附图说明图1为一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合算法流程图进行详细、具体说明。一、瓶颈的数学描述对于系统中的n种资源X＝{X1，X2，...，Xn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题，本专利技术涉及调度领域，具体地涉及用算法解决作业车间工艺瓶颈问题，其特征是，包括如下步骤：步骤1：识别瓶颈：瓶颈的识别方法如下：步骤1.1：根据TOC原理判断瓶颈资源步骤1.2：当需求超过能力时，排队最长的机器就是瓶颈步骤2：优化瓶颈：利用一种基于K_means算法优化车间瓶颈工艺加工的调度，具体流程如下：步骤2.1：初始化算法参数：初始个体（作业工序）数量机器数量K，步骤2.2：初始化聚类，具体如下：随机选取K个工序作为聚类中心以这K个工序作为中心点，计算工序群体中每个工序与这K个工序的相异度，相异度用作业的操作时间来刻画聚类步骤2.3：利用线性规划对这K个聚类中心进行全局最优判定步骤3：得到满意结果或迭代次数达到一定值，输出最优解，算法结束，否则，以当前聚类的平均值作为中心，返回步骤2.2。

【技术特征摘要】
2016.07.30 CN 20161062007441.一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题，本发明涉及调度领域，具体地涉及用算法解决作业车间工艺瓶颈问题，其特征是，包括如下步骤：步骤1：识别瓶颈：瓶颈的识别方法如下：步骤1.1：根据TOC原理判断瓶颈资源步骤1.2：当需求超过能力时，排队最长的机器就是瓶颈步骤2：优化瓶颈：利用一种基于K_means算法优化车间瓶颈工艺加工的调度，具体流程如下：步骤2.1：初始化算法参数：初始个体（作业工序）数量机器数量K，步骤2.2：初始化聚类，具体如下：随机选取K个工序作为聚类中心以这K个工序作为中心点，计算工序群体中每个工序与这K个工序的相异度，相异度用作业的操作时间来刻画聚类步骤2.3：利用线性规划对这K个聚类中心进行全局最优判定步骤3：得到满意结果或迭代次数达到一定值，输出最优解，算法结束，否则，以当前聚类的平均值作为中心，返回步骤2.2。2.根据权利要求1中所述的一种基于K_means算法解决作业车间工艺瓶颈问题，其特征是，以上所述步骤2中的具体计算过程如下：步骤2：优化瓶颈：利用一种基于K_means算法优化车间瓶颈工艺加工的调度，具体流程如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜艾佳，
申请(专利权)人：四川用联信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51