一种流水线车间调度方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种流水线车间调度方法，包括：设置调度参数；所述调度参数包括工件数量、机器数量、单位加工时间；根据所述调度参数，建立流水线车间调度的优化目标函数；根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列。同时，本发明专利技术还公开了一种流水线车间调度装置。

【技术实现步骤摘要】
一种流水线车间调度方法和装置
本专利技术涉及车间生产调度控制技术，尤其涉及一种流水线车间调度方法和装置。
技术介绍
流水线车间调度是一个无等待的车间调度问题，然而在企业的生产制造过程中，有百分之八十的时间会消耗在工件的运输时间、或者工件的排队时间、或者因工件没有到达机器的等待时间等非加工过程中，这将导致企业的生产效益降低。目前，解决流水线车间调度问题的主要算法有精确算法、启发式算法和智能算法等。然而，精确算法只能求解小规模调度问题、启发式算法构造复杂且所求得的调度解的质量不高，这两种算法在实践中未获得大量应用。作为人工智能技术快速发展下的产物，遗传算法、蚁群算法、萤火虫优化算法(GlowwormSwarmOptimizationAlgorithm，GSO)等智能算法，由于能够在合理的时间内以较大概率获得较高质量的调度解，在解决流水线车间调度问题的实践中获得了广泛的应用与研究。GSO算法是由Krishnanad等人于2005年模拟自然界萤火虫求偶或觅食行为，提出的一种新型群智能优化算法。GSO算法由于具有较强的通用性、捕捉极值域速度快、捕捉效率高等优点，在计算智能领域获得了人们广泛的关注与研究，并已成功应用于传感器的噪声测试和模拟机器等。但是，GSO算法在解决流水线车间调度问题时，还存在易陷入局部最优、后期迭代效率不高等缺陷，求得的调度序列使得流水车间生产效率不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种流水线车间调度方法和装置，能够实现对生产调度的优化配置，从而提高流水车间生产效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种流水线车间调度方法，所述方法包括：根据预设的调度参数，建立流水线车间调度的优化目标函数；根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列。上述方案中，在所述获取最优调度序列之前，所述方法还包括：初始化所述基于位置更新的离散萤火虫优化算法的基本参数，所述基本参数包括：萤火虫数目m、最大迭代次数T、初始荧光素浓度I(0)、荧光素衰减因子ρ、荧光素更新率γ、初始决策半径rs、控制邻居萤火虫数目变化范围的邻域变化率β、控制邻居萤火虫数目的邻域阈值nτ、交叉变异阈值概率pc；采用NEH算法生成任意一个萤火虫的初始位置，剩余的m-1个萤火虫采用随机键编码方式生成初始位置。上述方案中，所述根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列，包括：计算萤火虫i第t次迭代时在位置处对应的目标适应度函数值J[xi(t)]；其中，表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置；根据Ii(t)＝(1-ρ)Ii(t-1)+γJ[xi(t)]更新萤火虫i第t次迭代时的荧光素值Ii(t)；其中，0<i≤m，0<t≤T，ρ∈(0,1)，J[xi(t)]表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置对应的目标适应度函数值；根据计算萤火虫i第t次迭代时决策半径范围内的邻域集Ni(t)，所述邻域集Ni(t)内包含有萤火虫i的邻居萤火虫j；其中，0≤j≤m，dij表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置和萤火虫j第t次迭代时所处的位置之间的欧几里得距离；根据计算萤火虫i第t次迭代时移向所述邻域集Ni(t)内每个邻居萤火虫j的概率，并利用轮盘赌算法选择一个邻居萤火虫j作为萤火虫i的目标移动方向；根据更新萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置其中，表示作为萤火虫i的目标移动方向的邻居萤火虫j第t次迭代时所处的位置，表示交叉操作，Mu(...)表示变异操作，rand∈[0,1]表示一个随机数；根据更新萤火虫i第t+1次迭代时的决策半径其中，|Ni(t)|表示萤火虫i第t次迭代时所述邻域集Ni(t)内所包含的邻居萤火虫j的数目；计算萤火虫i第T次迭代时所处的位置对应的目标适应度函数值，将所述具有最小目标适应度函数值的萤火虫所处的位置作为最优调度序列。上述方案中，当所述萤火虫i第t次迭代时决策半径范围内的邻域集Ni(t)内未包含有萤火虫i的邻居萤火虫j时，所述方法还包括：根据更新所述萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置上述方案中，所述根据更新萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置包括：当rand≥pc时，根据计算出萤火虫i的新位置并判断萤火虫i在新位置处对应的目标适应度函数值是否小于萤火虫i在位置处对应的目标适应度函数值，若小于，则将所述新位置更新为萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置，否则将更新为萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置；当rand<pc时，根据计算出萤火虫i的新位置并将所述新位置更新为萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置。本专利技术还提供了一种流水线车间调度装置，所述装置包括：目标函数建立模块、处理模块；其中，所述目标函数建立模块，用于根据预设的调度参数，建立流水线车间调度的优化目标函数；所述处理模块，用于根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列。上述方案中，所述装置还包括：初始化模块，用于初始化所述基于位置更新的离散萤火虫优化算法的基本参数，所述基本参数包括：萤火虫数目m、最大迭代次数T、初始荧光素浓度I(0)、荧光素衰减因子ρ、荧光素更新率γ、初始决策半径rs、控制邻居萤火虫数目变化范围的邻域变化率β、控制邻居萤火虫数目的邻域阈值nτ、交叉变异阈值概率pc；采用NEH算法生成任意一个萤火虫的初始位置，剩余的m-1个萤火虫采用随机键编码方式生成初始位置。上述方案中，所述处理模块，具体用于：计算萤火虫i第t次迭代时在位置处对应的目标适应度函数值J[xi(t)]；其中，表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置；根据Ii(t)＝(1-ρ)Ii(t-1)+γJ[xi(t)]更新萤火虫i第t次迭代时的荧光素值Ii(t)；其中，0<i≤m，0<t≤T，ρ∈(0,1)，J[xi(t)]表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置对应的目标适应度函数值；根据计算萤火虫i第t次迭代时决策半径范围内的邻域集Ni(t)，所述邻域集Ni(t)内包含有萤火虫i的邻居萤火虫j；其中，0≤j≤m，dij表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置和萤火虫j第t次迭代时所处的位置之间的欧几里得距离；根据计算萤火虫i第t次迭代时移向所述邻域集Ni(t)内每个邻居萤火虫j的概率，并利用轮盘赌算法选择一个邻居萤火虫j作为萤火虫i的目标移动方向；根据更新萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置其中，表示作为萤火虫i的目标移动方向的邻居萤火虫j第t次迭代时所处的位置，表示交叉操作，Mu(...)表示变异操作，rand∈[0,1]表示一个随机数；根据更新萤火虫i第t+1次迭代时的决策半径其中，|Ni(t)|表示萤火虫i第t次迭代时所述邻域集Ni(t)内所包含的邻居萤火虫j的数目；计算萤火虫i第T次迭代时所处的位置对应的目标适应度函数值，将所述具有最小目标适应度函数值的萤火虫所处的位置作为最优调度序列。上述方案中，所述处理模块，还用于当所述萤火虫i第t次迭代时决策半径范围内的邻域集Ni(t)内未包含有萤火虫i的邻居萤火虫j时，根据更新所述萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置上述方案中，所述处理模块根据更新萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置为：当rand≥pc时，根据计算出萤火虫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流水线车间调度方法，其特征在于，根据预设的调度参数，建立流水线车间调度的优化目标函数；所述方法还包括：根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列。

【技术特征摘要】
1.一种流水线车间调度方法，其特征在于，根据预设的调度参数，建立流水线车间调度的优化目标函数；所述方法还包括：根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取最优调度序列之前，所述方法还包括：初始化所述基于位置更新的离散萤火虫优化算法的基本参数，所述基本参数包括：萤火虫数目m、最大迭代次数T、初始荧光素浓度I(0)、荧光素衰减因子ρ、荧光素更新率γ、初始决策半径rs、控制邻居萤火虫数目变化范围的邻域变化率β、控制邻居萤火虫数目的邻域阈值nτ、交叉变异阈值概率pc；采用NEH算法生成任意一个萤火虫的初始位置，剩余的m-1个萤火虫采用随机键编码方式生成初始位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据基于位置更新的离散萤火虫优化算法求解所述优化目标函数，获取最优调度序列，包括：计算萤火虫i第t次迭代时在位置处对应的目标适应度函数值J[xi(t)]；其中，表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置；根据Ii(t)＝(1-ρ)Ii(t-1)+γJ[xi(t)]更新萤火虫i第t次迭代时的荧光素值Ii(t)；其中，0＜i≤m，0＜t≤T，ρ∈(0,1)，J[xi(t)]表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置对应的目标适应度函数值；根据计算萤火虫i第t次迭代时决策半径范围内的邻域集Ni(t)，所述邻域集Ni(t)内包含有萤火虫i的邻居萤火虫j；其中，0≤j≤m，dij表示萤火虫i第t次迭代时所处的位置和萤火虫j第t次迭代时所处的位置之间的欧几里得距离；根据计算萤火虫i第t次迭代时移向所述邻域集Ni(t)内每个邻居萤火虫j的概率，并利用轮盘赌算法选择一个邻居萤火虫j作为萤火虫i的目标移动方向；根据更新萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置其中，表示作为萤火虫i的目标移动方向的邻居萤火虫j第t次迭代时所处的位置，表示交叉操作，Mu(...)表示变异操作，rand∈[0,1]表示一个随机数；根据更新萤火虫i第t+1次迭代时的决策半径其中，|Ni(t)|表示萤火虫i第t次迭代时所述邻域集Ni(t)内所包含的邻居萤火虫j的数目；计算萤火虫i第T次迭代时所处的位置对应的目标适应度函数值，将所述具有最小目标适应度函数值的萤火虫所处的位置作为最优调度序列。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述萤火虫i第t次迭代时决策半径范围内的邻域集Ni(t)内未包含有萤火虫i的邻居萤火虫j时，所述方法还包括：根据更新所述萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据更新萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置包括：当rand≥pc时，根据计算出萤火虫i的新位置并判断萤火虫i在新位置处对应的目标适应度函数值是否小于萤火虫i在位置处对应的目标适应度函数值，若小于，则将所述新位置更新为萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置，否则将更新为萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置；当rand＜pc时，根据计算出萤火虫i的新位置并将所述新位置更新为萤火虫i第t+1次迭代时所处的位置。6.一种流水...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴骏，
申请(专利权)人：中移杭州信息技术有限公司，中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33