航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法技术

本发明专利技术公开了一种航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法，以设备均衡率和准时交付率为目标函数构建航空复杂装备结构件作业车间计划制定模型，基于多层编码遗传算法设计了模型求解方法，并考虑能力富余和能力不足两种应用情景设计计划制定和重调度算法流程，重调度算法能够识别出正在生产的任务及未开工生产的任务，根据正在加工的工序的完工时刻判断机器允许的开工时刻、工件下一工序的允许开工时刻等，并对剩余工件在符合目标及约束的情况下进行重排，本发明专利技术方法适应于大多数多品种、小批量生产的离散型企业，具有良好的适应性和通用性。

【技术实现步骤摘要】
航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法
本专利技术属于车间计划调度
，具体涉及一种基于遗产算法的航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法。
技术介绍
近年来，我国航空、航天、船舶等大型复杂装备研制井喷式发展，尤其是航空工业，多种型号并行研制和生产，如何做到准时交付是航空复杂装备制造企业面临的管理痛点，运用科学的计划和排产方法帮助企业提高生产管理水平显得尤为迫切。现实情况是高端装备制造业在生产管理方面水平不高，生产计划方面主要是依靠计划人员的经验、使用效率极为低下的Excel进行手工排程，虽然结果能够符合生产基本逻辑，但由于未能考虑多种因素的综合影响进行目标优化，严重影响了效率，难以适应多品种、小批量、柔性生产的需要。车间调度问题是制造型企业生产运作的核心问题之一，是指在有限的资源约束下合理地对各工件任务进行机器-时间指派，尽可能地达到排产优化指标，满足交货期。FJSP问题属于经典的NP-Hard问题，国内外对于这一问题的研究一直多集中于利用各种智能算法优化获得更好的静态结果，如孙斌等人于2015年的“求解柔性作业车间调度问题的VEDFA算法与实现”中提出了病毒离散萤火虫算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)数据导入：获取架次订单数据、交货期、各零件的工艺路线、各工序的加工时间以及所对应的可选设备集，并将提取出的以上数据整理成排产所需的标准输入表格；(2)确定复杂装备结构件车间排产模型的假设条件和目标函数；(3)确定复杂装备结构件车间排产模型的约束条件；(4)采用多层编码遗传算法制定初始生产作业计划；(5)上述步骤(4)中制定的初始生产作业计划通过甘特图或表格输出，制定好的初始生产作业计划下发物流作为备料及调度依据；(6)根据初始生产作业计划进行实时调度，遇突发扰动启动重调度；(7)重调度后的未生产完工件工序及插单...

【技术特征摘要】
1.一种航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)数据导入：获取架次订单数据、交货期、各零件的工艺路线、各工序的加工时间以及所对应的可选设备集，并将提取出的以上数据整理成排产所需的标准输入表格；(2)确定复杂装备结构件车间排产模型的假设条件和目标函数；(3)确定复杂装备结构件车间排产模型的约束条件；(4)采用多层编码遗传算法制定初始生产作业计划；(5)上述步骤(4)中制定的初始生产作业计划通过甘特图或表格输出，制定好的初始生产作业计划下发物流作为备料及调度依据；(6)根据初始生产作业计划进行实时调度，遇突发扰动启动重调度；(7)重调度后的未生产完工件工序及插单件得到新的实际作业调度计划，并通过排产结果甘特图或表格表示，及时通知物流部门进行备料及配送。2.根据权利要求1所述的航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：(21)根据复杂装备结构件生产车间的现状，假设条件具体为产品工艺路线已知；产品工序有多台可选机器；产品各工序设备加工时间和准备时间已知；公司以固定开始时间对各工件生产任务进行顺排；(22)设备均衡率：在测算出每台设备的设备负荷后，根据其实际产能计算设备负荷率，然后将该台设备的设备负荷率和合理值进行比较，计算设备的负荷均衡率，设备负荷：其中，i为任务零件号，i∈[1,N]；j为工序号j∈[1,ni]；mi为设备m上安排的计划期T0内的最后一个生产任务；ts,i表示排在设备m上的第i个任务工序的开始时间；te,i表示排在设备m上第i个任务工序的结束时间；设备负荷率：其中，K为日班次；tr为单班工作时间；T0为计划期；OEE为设备效率；设备均衡率f1：其中，C为较合理的设备负荷率指标，一般为85％-95％；M为设备总数；(23)准时交货率f2：要求尽量满足交货期，模型需保证在交货节点前完成，提前期不应过长，其中αi＞＞βi；其中，αi为交货节点之前完成工时的权重；βi为延迟交货时的权重；ei为零件i的交货期；di为零件i的完工时间；(24)组合模型：MinF＝ω1×f1+ω2×f2其中，ω1、ω2为两指标在组合模型中所占的权重。3.根据权利要求1所述的航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：(31)完成一个工序，只能同时从所有机器中选择一种，且机器连续不中断：其中，(32)同一工件要完成上一工序才能开始生产下一工序：Sij+1m-Sijm-Tijm≥0其中，Oij表示零件i的第j道工序；Tijm为工序Oij在设备m上的加工时间，Sijm为工序Oij在设备m上的生产完成时间；(33)设备不能同时生产两道工序：ts,i+1-te,i≥0。4.根据权利要求1所述的航空复杂装备结构件车间作业计划及重调度方法，其特征在于，所述步骤(4)中的多层编码遗传算法为：(41)个体编码：采用双层编码方式，第一层编码代表所有工件的工序序列；第二层编码代表工件工序所对应的机器序列；染色体个体长度为其中N为零件总数，ni代表第i个零件的工序总数；(42)解码：对染色体个体进行解码就是要在计算适应度之前完整还原染色体所表示的加工顺序；(43)种群初始化：种群数目为NIND，分别生成染色体个体的工序编码和机器编码组成一条染色体，共需生成NIND条染色体；(44)适应度值计算：适应度值根据模型中的目标函数对各初始种群中的个体进行评价，采用设备均衡率、准时交货率两个排产目标，要求两个目标线性组合函数的函数值最小，在算法求组合函数最小值之前先分别对两指标值进行无量纲化处理，处理方式为种群中各个体适应度值/种群中个体最大适应度值；将适应度值取反其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢乃明，吴乔，郑绍祥，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32