基于预算约束的高端装备研制资源配置与优化调度方法技术

本发明专利技术提供一种基于预算约束的高端装备研制资源配置与优化调度方法，涉及研发任务调度及装备装配调度技术领域。本发明专利技术的技术方案首先基于高端装备研发任务数据和装备数据设定变邻域搜索算法的输入参数；然后设定执行参数；初始化算法的初始解集，并对初始解集中的初始解X

【技术实现步骤摘要】
基于预算约束的高端装备研制资源配置与优化调度方法


[0001]本专利技术涉及研发任务调度及装备装配调度
，具体涉及一种基于预算约束的高端装备研制资源配置与优化调度方法。

技术介绍

[0002]高端装备由于结构复杂、需求多样化、客户定制等特点，其往往需要进行研发后才能小批量装配。一种类型的高端装备的研发阶段包含多个研发任务，研发任务之间存在紧前
‑
紧后约束关系，所有的研发任务构成一个研发网络图，制造阶段则是在高端装备完成研发后，在装配厂内将研发设计确定的零部件进行装配。而在实际情况中，往往存在多种类型的高端装备同时进行研发和装配，当研发人员和装配线等资源不能按交货期约束完成计划时，需要投入固定预算来增加研发人员和装配线的数量，以面对未来可能存在的紧急需求。
[0003]目前，针对高端装备的研发
‑
制造两阶段的优化调度问题，大多数采用精确算法、启发式方法或者人工智能算法进行求解。而当需要考虑预算约束这一条件时，会大大增加问题的复杂性，使得现有相关技术无法求解，或者在短时间内求出最优解，即无法同时兼顾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预算约束的高端装备研制资源配置与优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：S1、基于研发任务数据和研发人员数据以及装备数据和装配线数据，设置变邻域搜索算法的输入参数；所述输入参数包括：当前可用预算B；研发阶段中研发项目的数量m；制造阶段中高端装备的类型数量m；研发阶段中所有研发项目的所有研发任务总数量n1；制造阶段所有种类高端装备需要批量装配的总数量n2；研发阶段中初始研发人员数量a0，可增加研发人员的单位成本为B1；制造阶段中初始装配线数量b0；可增加的装配线成本为B2；S2、设置变邻域搜索算法的运行参数；所述运行参数具体包括：算法的最大迭代次数Iter
max
；初始解集中初始解的数量N0；可选邻域结构集中邻域结构的最小数量(NS)
min
；当前可选邻域结构集中邻域结构的数量(NS)；第K个邻域结构的K＝0；第L个初始解的L＝0，邻域结构的初始适应度值α；S3、基于变邻域搜索算法对所述研发任务数据和装备数据进行编码以获取初始解集X；然后对初始解集X中的每个解进行解码，并获取每个初始解所对应的C
max
值；其中，C
max
值表示研发
‑
装配总时间跨度；S4、基于变邻域搜索算法对初始解集X中的初始解X
L
进行Shaking操作获得新解X'；S5、基于当前可选邻域结构集对新解X'进行局部搜索得到局部最优解X"；S6、比较初始解X
L
对应的C
max
值与局部最优解X"对应的C
max
值的大小，若X"对应的C
max
值小于X
L
对应的C
max
值，则令K＝0，并将X"赋值给X
L
，并计算可选邻域结构集中邻域结构的适应度；若否，令K＝K+1，并执行S7；S7、判断K≤(NS)是否成立，若成立，转S5；若不成立，令L＝L+1，并转S8；S8、判断L≤N0是否成立，若成立，转S4；否则，基于可选邻域结构集中可选邻域结构的适应度重新对邻域结构进行排序和更新，再转S9；S9、判断当前迭代次数Iter是否大于最大迭代次数Iter
max
，若大于，转S10；若不大于，令Iter＝Iter+1，K＝0，L＝0，并返回步骤S4；S10、算法终止，遍历初始解集中所有的解，并输出全局最优解X
best
。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中基于变邻域搜索算法对所述研发任务数据和装备数据进行编码以获取初始解集X包括：S31、定义变量a，b，a1，其中a表示最终可用研发人员数量，b表示最终可用装配线数量，a1表示在预算B下可增加的最大研发人员；S32、定义新的初始解X0，将a，b的值分别赋值到初始解X0的位置n1+n2+1与n1+n2+2上，根据a，b重新随机生成研发阶段和制造阶段的编码，并将所有初始解X0加入到初始解集X中；S33、判断初始解集X中初始解的数量是否大于初始解集中初始解的数量N0，若不大于，则返回S31继续生成初始解，否则输出初始解集X。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述C
max
值为：值为：
其中，C
max
表示从研发到装配的总时间跨度；表示第l个装配线上所有高端装备的最早开工时间的最小值；表示研发项目i的实际完工时间；p
i
表示第i种高端装备的第h个装配所需要的时间；表示第i种类型的第h个高端装备E
ih
在装配线l上的等待时间；表示第i种类型的第h个高端装备E
ih
在装配线l上的实际开工时间；表示第u种类型的第v个高端装备E
uv
在装配线l上的实际完工时间。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中基于变邻域搜索算法对初始解集X中的初始解X
L
进行Shaking操作获得新解X'包括：S41、获取初始解集X中第L个初始解X
L
，定义变量I,J＝1；S42、在区间[1,n1]范围内随机产生整数，赋值给变量I，J；S43、判断初始解X
L
中第I，J个位置所对应的两个研发任务是否满足条件：其中一个任务属于关键路径集任务而另一个任务属于非关键路径集任务，若不满足条件，则返回S42；否则执行S44；S44、交换初始解X
L
中的第I，J个元素，得到对初始解X
L
进行第一次交换后的新解X1，记作第一新解X1；S45、在区间[n1+1,n1+n2]范围内随机产生整数，赋值给变量I，J；S46、交换新解X1中的第I，J个元素，得到经过第二次交换的新解X2，记作第二新解X2；S47、比较基于扰动邻域结构N1得到的第二新解X2与当前初始解X
L

【专利技术属性】
技术研发人员：裴军，李占印，杨善林，周娅，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：