【技术实现步骤摘要】
考虑加热炉连续性加工的混合生产车间节能调度方法
本专利技术涉及混合生产车间的调度技术，尤其是针对考虑加热炉连续性加工与间歇加工的一种混合生产车间节能调度模型的建模方法，属于先进制造控制与调度
技术介绍
在现代制造技术的快速发展下，生产调度领域的研究重点逐渐以智能制造和绿色制造为主，尤其在可持续发展规划的驱动下，能源已成为制造企业最重要的资源之一，如何减少制造过程中能量损耗是一个亟待解决的制造问题。加工车间节能调度问题广泛存在于实际生产车间中，在混合加工车间的加工阶段，热处理等热加工设备(如：加热炉)的能耗明显高于机加工等冷加工设备，然而由于加热炉设备的过程难于控制，能量损失无法精确统计，因此目前大多数的生产节能调度的研究对象都是间歇式的机加工生产设备，研究重点都是以机加工设备的开关机策略为主，如专利CN107844104A提出的考虑关机重启策略的柔性作业车间节能调度的建模方法，专利CN106020142A中提出考虑能耗成本的柔性作业车间调度方法，以及专利CN104808636A提出柔性流水车间能耗优化调度方...
【技术保护点】
1.考虑加热炉连续性加工的混合生产车间节能调度方法，其特征在于：该方法所实施的一批任务中，总能耗根据不同类型的加工阶段，分为连续加工阶段能耗和间歇阶段能耗，连续加工阶段以加热炉设备为主，加热炉设备一旦开启直到最后加工完成一直处于加热状态，对于间歇加工阶段的设备，在生产中有加工、待机、开关机等状态，因此总能耗E
【技术特征摘要】
1.考虑加热炉连续性加工的混合生产车间节能调度方法，其特征在于：该方法所实施的一批任务中，总能耗根据不同类型的加工阶段，分为连续加工阶段能耗和间歇阶段能耗，连续加工阶段以加热炉设备为主，加热炉设备一旦开启直到最后加工完成一直处于加热状态，对于间歇加工阶段的设备，在生产中有加工、待机、开关机等状态，因此总能耗Ea由间歇加工阶段的操作能耗Ee-ope，待机能耗Ee-standby，开关机能耗Ee-on/off和连续阶段的加热炉设备能耗Ef-run组成，描述为以下公式：
Ea＝Ee-ope+Ee-standby+Ee-on/off+Ef-run(1)
S1.建立间歇加工设备在多种时间状态下的能耗模型
加工设备在生产过程中会处于多种不同的状态，采用多种不同的时间因素来表示加工设备的生产过程状态，分析在不同状态下加工设备的能耗；间歇式加工阶段下设备的多种时间因素组成为：加工设备间隔时间Tg、准备时间Tr、加工时间Tp、调整时间Ts；准备时间和调整时间状态下，设备处于待机状态；加工时间状态下，设备处于工作状态；加工设备间隔时间状态下，设备采用开关机策略，设备将会有两种状态：待机和开关机状态；
S2.建立连续阶段的加热炉设备在多种时间状态下的能耗模型；
加热过程依据加热炉的控制器，根据不同时间的状态，将加热过程设定为以下阶段：
阶段1：空炉加热，等快到设定温度之后，控制器调节PWM的占空比，保证炉温平缓接近设定温度；
阶段2：微调炉温，保证炉温稳定保持在设定温度；
阶段3：放置坯料和取出坯料的阶段；
阶段4：坯料的加热阶段，加热使炉温恢复到设定温度；
阶段5：坯料的保温阶段，稳定保持在设定温度；
阶段6：加热炉加热完成所有工件的任务之后关闭，炉温降至室温；
则连续阶段的加热炉设备能耗(Ef-run)表示如下：
其中公式(8)的前半段表示每台加热炉加热到设定温度需要的空炉加热和空炉保温所消耗的能耗，后半段表示加热炉炉内有坯料之后，加热这些坯料需要的能耗，其中drf，dra，drp分别代表加热炉通过PWM调节温度中，在空炉加热阶段、稳定炉温阶段和坯料加热阶段的占空比的均值；
S3.构建混合生产车间节能调度模型的目标函数
针对考虑加热炉连续性加工的混合生产车间，分析不同加工阶段类型，建立机加工设备能耗与加热炉设备能耗模型；从电能消耗的角度，建立优化方程如下：
f＝min(R)(9)
s.t.
在所述数学模型中采用的符号具体如下：
n工件数量；
i工件号，i＝1,2,…,n；
m加工阶段数量；
j加工阶段编号，j＝1,2,…,m；
x在同一台加工设备上针对i工件的前一个工件编号；
y在同一台加工设备上针对i工件的后一个工件编号；
k在同一阶段中的设备编号；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志峰，闫俊，程强，张彩霞，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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