一种实现含能材料生产过程动态排产的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实现含能材料生产过程动态排产的方法，包括：选择排产任务并确定排产任务中的产品的批次数量、产品各个工序加工时间、工序需要设备的类型数量；采用基于灵敏度分析和综合评价法TOPSIS识别排产任务中的瓶颈设备；采用遗传算法，得到完工时间最少的排产方案。还公开了一种系统，包括数据管理模块、作业排产模块、排产仿真模块和用户管理模块。本发明专利技术采用基于瓶颈信息的改进遗传算法求解含能材料排产问题，在满足约束条件下，通过合理分配生产资源和加工设备，确定产品的加工顺序，完成给定的优化目标，从而提高生产效率，降低生产成本，提升企业竞争力。

A method and system for dynamic production scheduling of energetic materials

【技术实现步骤摘要】
一种实现含能材料生产过程动态排产的方法及系统
本专利技术涉及含能材料排产
，具体的说，是一种实现含能材料生产过程动态排产的方法及系统。
技术介绍
含能材料的实际生产过程中常伴随机器故障、加工时间改变等异常情况，生产计划易于被出现的突发情况打乱，仅依靠排产人员的主观经验进行决策对于应对突发事件的及时性和针对性较差，造成产品生产周期和系统库存增加，资源利用率低等问题。近年来，国内外许多学者对排产优化方法展开了大量研究，但由于含能材料生产过程存在工艺流程固定、生产周期长、生产批量大等特点，使得排产模型和优化算法极为复杂，加上多种约束条件以及资源的配置选择，简单的优化方法难以满足实际排产需求。现有技术中尚没有一种可行的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实现含能材料生产过程动态排产的方法及系统，用于解决现有技术中排产模型和优化算法极为复杂，加上多种约束条件以及资源的配置选择，简单的优化方法难以满足实际排产需求的问题。在面对生产过程中的突发状况时，可根据实际生产情况修改排产任务重新制定排产方案实现动态排产。...

【技术保护点】
1.一种实现含能材料生产过程动态排产的方法，其特征在于，包括：/n步骤A：根据生产计划选择排产任务，并确定排产任务中的参数，参数包括产品的批次数量、产品各个工序加工时间、工序需要设备的类型数量；/n步骤B：采用基于灵敏度分析和综合评价法TOPSIS识别排产任务中的瓶颈设备，所述瓶颈设备是指其加工时间制约整个生产流程正常进行的设备；所述灵敏度指完工时间的改变量与设备加工量的改变量的比值；/n步骤C：采用遗传算法，得到完工时间最少的排产方案，具体包括：/n步骤C1：设置遗传算法参数，包括种群规模、迭代次数、交叉概率和变异概率，其中迭代次数为遗传算法的最大遗传代数，交叉概率和变异概率为进行遗传操作时...

【技术特征摘要】
1.一种实现含能材料生产过程动态排产的方法，其特征在于，包括：
步骤A：根据生产计划选择排产任务，并确定排产任务中的参数，参数包括产品的批次数量、产品各个工序加工时间、工序需要设备的类型数量；
步骤B：采用基于灵敏度分析和综合评价法TOPSIS识别排产任务中的瓶颈设备，所述瓶颈设备是指其加工时间制约整个生产流程正常进行的设备；所述灵敏度指完工时间的改变量与设备加工量的改变量的比值；
步骤C：采用遗传算法，得到完工时间最少的排产方案，具体包括：
步骤C1：设置遗传算法参数，包括种群规模、迭代次数、交叉概率和变异概率，其中迭代次数为遗传算法的最大遗传代数，交叉概率和变异概率为进行遗传操作时染色体发生交叉或变异的概率；
步骤C2：采用基于工序的实数编码方法，将排产方案表示为遗传算法中的染色体，随机初始化产生含能材料排产的染色体种群；染色体由工序调度编码基因串和设备选择编码基因串组成，工序调度编码基因串的基因对应的数字为含能材料的产品批次号，工序调度编码基因串的基因出现的次数表示产品的工序号；设备选择编码基因串指同一染色体中工序调度编码基因串对应的每道工序使用的设备；
步骤C3：将种群中的每个染色体进行解码并计算不同排产方案对应的完工时间，输出完工时间最小的排产方案，结束排产。


2.根据权利要求1所述的一种实现含能材料生产过程动态排产的方法，其特征在于，包括：所述步骤C3具体为：
步骤C31：从左至右解码染色体的基因位，将其转化为各个产品对应的工序，并获得各产品各工序所对应的加工设备和加工时间：
1)赋初值i＝2；
2)获得工序i的上道工序i-1的加工完成时间；
3)对于在设备k上加工的工序i，首先找到设备k上所有有效时间段[ts,te]，依据时间顺序对这些时间段进行检查，如果工序i-1的加工完成时间与时间点ts的最大值加上工序i的加工时间小于或等于时间点te，则工序i的开始加工时间为工序i-1的加工完成时间与时间点ts的最大值，否则检查下一个空闲时间段；如果这些时间段均不满足，则工序i的开始加工时间为工序i-1的加工完成时间与当前在设备k上加工工序完成时间的最大值，然后工序i的加工完成时间即为工序i的开始加工时间加上工序i的加工时间；
4)判断是否所有工序均被解码完毕，若是，获得所有产品批次每个工序的加工开始、结束时间以及整个排产方案的完工时间，整个排产方案的完工时间即为所有工序加工结束时间的最大值；否则，i＝i+1，返回步骤2)；
5)更新种群，将新一代种群添加到父代种群中，将排产方案完工时间从小到大排列，然后移除排产方案完工时间较大的一半；判断是否达到设置的遗传算法最大迭代次数，如果达到则转步骤7)，否则继续；
6)对染色体种群进行遗传操作：按照设置的交叉和变异概率、基于瓶颈信息的两阶段POX交叉算子和基于两阶段重定位变异算子对种群中的部分个体进行交叉和变异操作，产生新一代种群，返回步骤C31；所述瓶颈信息即为在瓶颈设备上加工的工序；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬磊，尹爱军，闫文涛，潘富斌，姜联成，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51