基于改进遗传算法的调度方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及柔性车间调度技术领域，尤其涉及一种基于改进遗传算法的调度方法、装置、设备及存储介质。本发明专利技术的方法，建工序编码序列以及对应的机器编码序列，将所述工序编码序列和对应的机器编码序列作为个体形成个体集合；将个体集合中的任意两个不同个体的工序编码序列进行交叉操作；将个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作；在进行工序编码序列的交叉操作时，将与交叉片段中基因匹配的基因从工序编码序列中删除后将交叉片段作为整体拼接至工序编码序列的末端，而不是将交叉片段中的各基因按顺序对应分散填补至工序编码序列的删除位置，有利于增加算法的收敛速度，遗传算法的迭代次数较小，有利于降低计算量和计算时间。计算量和计算时间。计算量和计算时间。

【技术实现步骤摘要】
基于改进遗传算法的调度方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及柔性车间调度
，尤其涉及一种基于改进遗传算法的调度方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]柔性制造系统是一类复杂的人造系统，其中具有不确定性、复杂性、多约束、多资源互相协调等特点。而制造系统其中的一个重点研究对象是生产调度，也是理论研究中最为困难的问题之一。生产调度的目的是根据生产目标和约束，为每个加工对象确定具体的加工路径、时间、机器和操作等。优秀的调度策略对于提高生产系统的最优性、提高经济效益，有着十分巨大的作用。
[0003]现有技术中的遗传算法具有进化时间长、计算量大和计算时间长等缺陷。进化时间长、计算量大和计算时间长是因为遗传操作中的交叉算子无法完全保留优良个体，导致部分优良个体的损失，从而进化效率低下，进化代数增加，计算量和计算时间也随之增大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于改进遗传算法的调度方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中计算量大及计算时间长的技术问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：提供一种基于改进遗传算法的调度方法，包括：
[0006]根据柔性作业车间所有工件的工序数据随机构建工序编码序列，根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，将所述工序编码序列和对应的机器编码序列作为个体形成个体集合，其中，所述工序编码序列用于表征加工任务的排列顺序，所述加工任务用于表征不同工件的各道工序；所述机器编码序列用于表征所述加工任务与处理所述加工任务的机器之间的对应关系；
[0007]将所述个体集合中的任意两个不同个体的工序编码序列进行交叉操作，具体包括：获取第一工序编码序列的第一交叉片段以及第二工序编码序列的第二交叉片段；将第二交叉片段中的每个基因在所述第一工序编码序列中进行匹配，从所述第一工序编码序列中删除匹配上的基因后，将所述第二交叉片段拼接至所述第一工序编码序列的末端；将第一交叉片段中的每个基因在所述第二工序编码序列中进行匹配，从所述第二工序编码序列中删除匹配上的基因后，将所述第一交叉片段拼接至所述第二工序编码序列的末端；
[0008]将所述个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作；
[0009]重复工序编码序列交叉操作和机器编码序列交叉操作直到达到预定迭代次数，停止迭代，从所得的个体集合中选择一个工序编码序列以及对应的机器编码序列作为任务调度方案。
[0010]优选地，所述根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，包括：
[0011]针对所述工序编码序列的第一个基因，分别获取每个机器完成所述基因对应的加
工任务的负荷时间，将每个机器的总负荷时间进行初始化，选择所述负荷时间与所述总负荷时间之和最小的机器完成所述加工任务并将所述机器的编号写入机器编码序列的第一位，更新每个机器的总负荷时间；
[0012]针对所述工序编码序列的第二个基因，分别获取每个机器完成所述基因对应的加工任务的负荷时间，选择所述负荷时间与所述总负荷时间之和最小的机器完成所述加工任务并将所述机器的编码写入机器编码序列的第二位，更新每个机器的总负荷时间；
[0013]重复上述步骤直至所述工序编码序列中的每个基因均完成机器编码，输出所述机器编码序列。
[0014]优选地，所述根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，包括：
[0015]针对所述工序编码序列的每个基因，随机确定完成所述基因对应的加工任务的机器，将所述机器编号按照所述工序编码序列的排列顺序生成所述机器编码序列。
[0016]优选地，所述将所述个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作，包括：
[0017]设置一长度与所述机器编码序列相同的数组，所述数组的每一位分别对应所述机器编码序列中位数相同的基因；
[0018]从所述数组的第一位开始随机生成第一数值或第二数值；
[0019]当所述数组中对应位数的值为第一数值时，将两个机器编码序列中相同位数的基因交换；当所述数组中对应位数的值为第二数值时，将两个机器编码序列中相同位数的基因保留。
[0020]优选地，所述将所述个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作之后，还包括：
[0021]对所述工序编码序列进行变异操作，对所述机器编码序列进行变异操作。
[0022]优选地，所述对所述工序编码序列进行变异操作，对所述机器编码序列进行变异操作，包括：
[0023]在所述工序编码序列中随机选择两个基因进行位置交换；
[0024]在所述机器编码序列中随机选择一个基因，将所选基因替换为其他机器编号。
[0025]优选地，所述获取第一工序编码序列的第一交叉片段，包括：
[0026]随机确定工件以及所述所选工件的两个工序，作为两个交叉点，将所述第一工序编码序列中两个交叉点之间的片段作为所述第一交叉片段。
[0027]本专利技术的另一技术方案如下：提供一种基于改进遗传算法的调度装置，包括：
[0028]初始种群模块，用于根据柔性作业车间所有工件的工序数据随机构建工序编码序列，根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，将所述工序编码序列和对应的机器编码序列作为个体形成个体集合，其中，所述工序编码序列用于表征加工任务的排列顺序，所述加工任务用于表征不同工件的各道工序；所述机器编码序列用于表征所述加工任务与处理所述加工任务的机器之间的对应关系；
[0029]第一交叉模块，用于将所述个体集合中的任意两个不同个体的工序编码序列进行交叉操作，具体包括：获取第一工序编码序列的第一交叉片段以及第二工序编码序列的第二交叉片段；将第二交叉片段中的每个基因在所述第一工序编码序列中进行匹配，从所述
第一工序编码序列中删除匹配上的基因后，将所述第二交叉片段拼接至所述第一工序编码序列的末端；将第一交叉片段中的每个基因在所述第二工序编码序列中进行匹配，从所述第二工序编码序列中删除匹配上的基因后，将所述第一交叉片段拼接至所述第二工序编码序列的末端；
[0030]第二交叉模块，用于将所述个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作；
[0031]输出模块，用于重复工序编码序列交叉操作和机器编码序列交叉操作直到达到预定迭代次数，停止迭代，从所得的个体集合中选择一个工序编码序列以及对应的机器编码序列作为任务调度方案。
[0032]本专利技术的另一技术方案如下：提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述存储器存储的所述程序指令时实现上述的基于改进遗传算法的调度方法。
[0033]本专利技术的另一技术方案如下：提供一种存储介质，所述存储介质内存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现上述的基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进遗传算法的调度方法，其特征在于，包括：根据柔性作业车间所有工件的工序数据随机构建工序编码序列，根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，将所述工序编码序列和对应的机器编码序列作为个体形成个体集合，其中，所述工序编码序列用于表征加工任务的排列顺序，所述加工任务用于表征不同工件的各道工序；所述机器编码序列用于表征所述加工任务与处理所述加工任务的机器之间的对应关系；将所述个体集合中的任意两个不同个体的工序编码序列进行交叉操作，具体包括：获取第一工序编码序列的第一交叉片段以及第二工序编码序列的第二交叉片段；将第二交叉片段中的每个基因在所述第一工序编码序列中进行匹配，从所述第一工序编码序列中删除匹配上的基因后，将所述第二交叉片段拼接至所述第一工序编码序列的末端；将第一交叉片段中的每个基因在所述第二工序编码序列中进行匹配，从所述第二工序编码序列中删除匹配上的基因后，将所述第一交叉片段拼接至所述第二工序编码序列的末端；将所述个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作；重复工序编码序列交叉操作和机器编码序列交叉操作直到达到预定迭代次数，停止迭代，从所得的个体集合中选择一个工序编码序列以及对应的机器编码序列作为任务调度方案。2.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的调度方法，其特征在于，所述根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，包括：针对所述工序编码序列的第一个基因，分别获取每个机器完成所述基因对应的加工任务的负荷时间，将每个机器的总负荷时间进行初始化，选择所述负荷时间与所述总负荷时间之和最小的机器完成所述加工任务并将所述机器的编号写入机器编码序列的第一位，更新每个机器的总负荷时间；针对所述工序编码序列的第二个基因，分别获取每个机器完成所述基因对应的加工任务的负荷时间，选择所述负荷时间与所述总负荷时间之和最小的机器完成所述加工任务并将所述机器的编码写入机器编码序列的第二位，更新每个机器的总负荷时间；重复上述步骤直至所述工序编码序列中的每个基因均完成机器编码，输出所述机器编码序列。3.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的调度方法，其特征在于，所述根据柔性作业车间的机器数据构建与所述工序编码序列对应的机器编码序列，包括：针对所述工序编码序列的每个基因，随机确定完成所述基因对应的加工任务的机器，将所述机器编号按照所述工序编码序列的排列顺序生成所述机器编码序列。4.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的调度方法，其特征在于，所述将所述个体集合中的任意两个不同个体的机器编码序列进行交叉操作，包括：设置一长度与所述机器编码序列相同的数组，所述数组的每一位分别对应所述机器编码序列中位数相同的基因；从所述数组的第一位开始随机生成第一数值或第二数值；当所述数组中对应位数的值为第一数值时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑思聪，
申请(专利权)人：平安普惠企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：