具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法及设备技术

本申请涉及一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法及设备，方法包括：获取待处理数据，待处理数据包括待加工工件数据，各工件加工时间范围和候选机器数据。根据待处理数据，基于预先训练的柔性作业车间调度模型，得到加工调度方案。由于本申请中的柔性作业车间调度模型搭载有具有负载均衡的步长自适应离散粒子群算法，算法将粒子更新步长设置为自适应参数，保证算法前期的快速收敛与后期的局部搜索能力，并且通过引入负载均衡策略，进一步增加粒子的局部搜索能力，保证了算法的求解效率和解的质量。求解效率和解的质量。求解效率和解的质量。

【技术实现步骤摘要】
具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法及设备


[0001]本申请涉及柔性作业车间调度
，尤其涉及一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法及设备。

技术介绍

[0002]制造业的发展是国家经济实力提升的重要途径，它的发展走向可直接影响国家的综合国力，而车间调度系统是制造业生产管理系统的核心。机械加工过程中，不同的工步数和工艺参数对加工时间有很大影响，现有技术中通过柔性作业车间调度模型来根据待加工的工件数据和候选机器来得到加工调度方案，但是现有技术中的柔性作业车间调度模型采用的算法收敛较慢，且求解效率和解的质量有待优化。

技术实现思路

[0003]为至少在一定程度上克服相关技术中柔性作业车间调度模型采用的算法收敛较慢，且求解效率和解的质量有待优化的问题，本申请提供一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法及设备。
[0004]本申请的方案如下：
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法，包括：
[0006]获取待处理数据，所述待处理数据包括：待加工工件数据，各工件加工时间范围和候选机器数据；
[0007]根据所述待处理数据，基于预先训练的柔性作业车间调度模型，得到加工调度方案；其中，所述柔性作业车间调度模型搭载有具有负载均衡的步长自适应离散粒子群算法。
[0008]优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述柔性作业车间调度模型以最小化区间灰色完工时间的最大值为目标进行训练；
[0009]所述柔性作业车间调度模型包括：
[0010]优化目标：
[0011]约束条件：
[0012]其中，J＝{J
i
}，i＝1，2，...n表示n个待加工工件集合；
[0013]M＝{M
k
}，k＝1，2，...m表示m个候选机器的集合；
[0014]O
i，h
，h∈{1，2，...q
i
}表示工件J
i
的工序；
[0015]M(O
i，h
)＝{M
e
}，e＝1，2，...，l
i，h
表示工序O
i，h
的可用加工机器集合；
[0016]表示工序O
i，h
在M
k
上的区间灰色处理时间；
[0017]且且
[0018]表示工序O
i，h
区间灰色开始时间；
[0019]表示工序O
i，h
的区间灰色完工时间；
[0020]表示所有工序区间灰色完工时间的最大值；
[0021][0022][0023]优选的，在本申请一种可实现的方式中，还包括：基于加法运算符，数乘运算符，比较运算符，合并运算符和插空运算符求解所述柔性作业车间调度模型的时间参数。
[0024]优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述加法运算符的运算规则定义为：
[0025][0026]所述数乘运算符的运算规则定义为：
[0027][0028]所述比较运算符的运算规则定义为：
[0029][0030][0031]或且a
+
‑
a
‑
＞b
+
‑
b
‑
；
[0032]且a
+
‑
a
‑
＝b
+
‑
b
‑
；
[0033]所述合并运算符的运算规则定义为：
[0034][0035]所述合并运算符的运算规则定义为：
[0036]定义
[0037]使得y≤x且使得x≥y；
[0038]定义机器k上的第g个空闲时间为
[0039]当且仅当且时，工序可以插入到候选机器的空闲时隙中。
[0040]优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述负载均衡的步长自适应离散粒子群算法采用分段整数编码将每一个粒子的编码分为机器选择部分和工序排序部分；
[0041]其中，所述机器选择部分按照候选机器的工序编号依次从小到大排列，对应位置的数字为候选机器在工序可选机器集中的编号；所述工序排序部分通过数字代表工件号，所述数字的出现次数表示所述数字对应的工件的工序道数。
[0042]优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述负载均衡的步长自适应离散粒子群算法基于全局随机选择初始化方法，对所有工序进行机器选择，并对所有工序进行排序，完成对所述机器选择部分和所述工序排序部分的初始化。
[0043]优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述负载均衡的步长自适应离散粒子群算法将更新步长设置为自适应参数，并引入负载均衡策略，所述负载均衡的步长自适应离散粒子群算法的粒子位置更新公式包括：
[0044][0045]其中，c1、c2分别表示为粒子自信系数与粒子社会信任系数；ω表示惯性权因子；i表示粒子群中第i个粒子，t与t+1表示迭代次数，表示t代第i个粒子的历史位置最优；gB
t
表示t代全局最优粒子；f，p，g均表示操作算子。
[0046]优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述负载均衡的步长自适应离散粒子群算法的粒子位置更新公式还包括：
[0047][0048][0049][0050]根据本申请实施例的第二方面，提供一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度设备，包括：
[0051]处理器和存储器；
[0052]所述处理器与存储器通过通信总线相连接：
[0053]其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；
[0054]所述存储器，用于存储程序，所述程序至少用于执行以上任一项所述的一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法。
[0055]本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法，包括：获取待处理数据，待处理数据包括待加工工件数据，各工件加工时间范围和候选机器数据。根据待处理数据，基于预先训练的柔性作业车间调度模型，得到加工调度方案。由于本申请中的柔性作业车间调度模型搭载有具有负载均衡的步长自适应离散粒子群算法，算法将粒子更新步长设置为自适应参数，保证算法前期的快速收敛与后期的局部搜索能力，并且通过引入负载均衡策略，进一步增加粒子的局部搜索能力，保证了算法的求解效率和解的质量。
[0056]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0057]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0058]图1是本申请一个实施例提供的一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法的流程示意图；
[0059]图2是本申请一个实施例提供的一种具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有区间灰色处理时间的柔性作业车间调度方法，其特征在于，包括：获取待处理数据，所述待处理数据包括：待加工工件数据，各工件加工时间范围和候选机器数据；根据所述待处理数据，基于预先训练的柔性作业车间调度模型，得到加工调度方案；其中，所述柔性作业车间调度模型搭载有具有负载均衡的步长自适应离散粒子群算法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性作业车间调度模型以最小化区间灰色完工时间的最大值为目标进行训练；所述柔性作业车间调度模型包括：优化目标：约束条件：其中，J＝{J
i
}，i＝1，2，...n表示n个待加工工件集合；M＝{M
k
}，k＝1，2，...m表示m个候选机器的集合；O
i，h
，h∈{1，2，...q
i
}表示工件J
i
的工序；M(O
i，h
)＝{M
e
}，e＝1，2，...，l
i，h
表示工序O
i，h
的可用加工机器集合；表示工序O
i，h
在M
k
上的区间灰色处理时间；且h＝1，2，...q
i
；k∈M(O
i，h
)；)；表示工序O
i，h
区间灰色开始时间；表示工序O
i，h
的区间灰色完工时间；表示所有工序区间灰色完工时间的最大值；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：基于加法运算符，数乘运算符，比较运算符，合并运算符和插空运算符求解所述柔性作业车间调度模型的时间参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加法运算符的运算规则定义为：所述数乘运算符的运算规则定义为：所述比较运算符的运算规则定义为：所述比较运算符的运算规则定义为：所述比较运算符的运算规则定义为：或且a
+
‑
a
‑
＞b
+
‑
b

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文星，吴文通，孙培勇，王兆琦，梁永文，王家泰，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：