【技术实现步骤摘要】
一种低能耗柔性作业车间调度方法
本专利技术涉及车间调度领域，具体涉及一种低能耗柔性作业车间调度方法。
技术介绍
制造业是国民经济的主体，是立国之本。随着制造业的高速发展，能源消耗巨大，导致作业车间生产成本增加，环境遭到破坏。因此，通过车间调度有效降低能源消耗是企业实现可持续发展的必然要求[1]。传统作业车间调度往往以完工时间最短、成本最低等为优化目标。何斌等[2]针对最小化最大完工时间为优化目标的作业车间调度问题，提出一种基于动态交叉与变异概率的改进遗传算法，显著提高算法寻优能力和收敛速度。近年来，经济高速发展引起的能源浪费问题日益严峻，引起国内外学者对能耗问题的广泛关注，因此面向能耗优化的多目标柔性作业车间调度问题(multi-objectiveFJSP，MOFJSP)的研究尤为重要。Liu等[3]提出一种非支配排序遗传算法，解决以最小化电能消耗为优化目标的生产调度问题。Mansouri等[4]明确将能耗作为车间调度的指标之一，建立多目标混合整数线性优化模型，提出启发式算法在完工时间和能源消耗之间进行快速权衡分析。...
【技术保护点】
1.一种低能耗柔性作业车间调度方法，其特征在于：/n所述方法包括如下步骤：/n步骤1，构建以能源消耗和完工时间为优化目标的车间调度模型，/n其中，车间包括机床的需加工的工件，根据工件和机床的数量得出车间的能源消耗和完工时间，所述优化目标为车间能源消耗最小和完工时间最短；/n步骤2，针对车间调度模型，提出改进遗传算法，采用多层编码策略，得出能源消耗和完工时间最优情况，完成柔性车间作业调度。/n
【技术特征摘要】
1.一种低能耗柔性作业车间调度方法，其特征在于：
所述方法包括如下步骤：
步骤1，构建以能源消耗和完工时间为优化目标的车间调度模型，
其中，车间包括机床的需加工的工件，根据工件和机床的数量得出车间的能源消耗和完工时间，所述优化目标为车间能源消耗最小和完工时间最短；
步骤2，针对车间调度模型，提出改进遗传算法，采用多层编码策略，得出能源消耗和完工时间最优情况，完成柔性车间作业调度。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗柔性作业车间调度方法，其特征在于：所述步骤1中，设柔性作业车间中有J个工件，M台机床，机床处于运行模式时的总能耗Ep分为四部分，即切削能耗Ecjm、负载能耗Eajm、维持系统正常运行的基本能耗Eb和机床辅助系统能耗Ea，表示为：
其中，Xmjn为一个整数变量，它有两个可能的值：0或1，如果在机床m上加工工序Ojn，则设置为1；否则设置为0；
机床的负载功耗受实际负载的影响，在允许的负载范围内，负载功率Pajm(t)与切削功率Pcjm(t)之间的关系表示为：
式中δ为负载功耗系数，故：
维持机床正常运行的基本能耗Eb表示为：
将式(3)、(4)代入式(1)得：
当机床处于空转运行模式时，装载或卸载工件、定位、夹紧以及更换刀具将消耗大量能量Eu，即空载能耗，表示为：
在实际加工过程中，机床通常处于四种状态：启动、空载、加工和停止状态，机床处于不同状态时，其能源消耗值也不同，由式(5)、(6)，车间制造系统的总能耗可按下式计算：
Etotal＝Es+Eu+Ep(7)
其中，Es为机床启动能耗。
3.根据权利要求1-2所述的一种低能耗柔性作业车间调度方法，其特征在于：所述车间调度模型的优化目标为总能耗(f1)以及总完工时间(f2)，具体数学模型如下：
受到的约束为：
Tmax≥Cjm,j∈J,m∈M(9)
Cjm≤Sjk,m,k∈M,m≠k,j∈J(12)
Cjm≤S(j+1)m,j∈J,m∈M(13)
约束(9)定义总完工时间Tmax大于等于最后一个工件的完成时间Cjm；
约束(10)表示每个工件的每道工序只能分配给一台机床；
约束(11)表示工件j在机床m上的完工时间Cjm由工件j在机床m上的起始时间Sjm和加工时间Tjm组成；
约束(12)给出了工件j的加工工序之间的优先约束，即工件在当前阶段完成某道工序之后，才能在下一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，朱晓春，解潇晗，梁伟，周志成，朱孟周，丁文政，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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