不确定需求下混流装配线平衡分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种不确定需求下混流装配线平衡分配方法及装置，该方法包括：获取待分配工序集合、各个待分配工序的优先权值和候选机器人集合；基于各待分配工序的优先权值，随机生成目标数量的分配编码组；确定交叉算子，对目标数量的分配编码组交叉处理，得到目标数量的参考编码组；确定变异算子，对目标数量的分配编码组变异处理，得到目标数量的备选编码组；基于分配编码组、参考编码组和备选编码组，得到更新后的分配编码组，迭代交叉处理和变异处理，在每一次迭代过程中更改交叉概率和变异概率，直到迭代时长超过时长阈值，输出最后一次迭代更新后的分配编码组。可实现降低装配成本，满足装配需求，扩大应用场景，提高装配工作效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
不确定需求下混流装配线平衡分配方法及装置


[0001]本专利技术涉及工厂调度
，尤其涉及一种不确定需求下混流装配线平衡分配方法及装置。

技术介绍

[0002]随着大规模定制化需求的出现，现代制造企业以智能装配技术和新一代信息技术为基础，设计柔性多机器人装配线布局方式，来满足多产品大规模装配。在现实装配中，由于产品需求的动态性和不确定性，常规的装配线配置不能保证在周期时间内完成所有需要的产品，从而极大地影响生产进度，并产生经济损失。因此，亟需研究不确定需求下混流装配线平衡分配方法，来满足产品大规模定制化需求。
[0003]目前的多机器人混流装配线平衡分配方法，忽视了产品的需求是不确定的，并且会受到日常变化的影响。在多机器人混流装配线中，所有的任务都是固定的，并分配给特定的操作员和工作站。如果需求发生变化，任务时间也会发生变化，无法满足装配需求，应用场景受限，工作效率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种不确定需求下混流装配线平衡分配方法及装置，用以解决现有技术中无法满足装配需求，应用场景受限，工作效率较低的缺陷，实现降低装配成本，满足装配需求，扩大应用场景，提高装配的工作效率。
[0005]本专利技术提供一种不确定需求下混流装配线平衡分配方法，该不确定需求下混流装配线平衡分配方法包括：
[0006]获取待分配工序集合、各个待分配工序的优先权值以及候选机器人集合；
[0007]在满足装配线分配约束条件的情况下，基于所述各个待分配工序的优先权值，随机生成目标数量的分配编码组，所述分配编码组中每个所述待分配工序由一个候选机器人执行；
[0008]确定交叉算子，并基于所述交叉算子对所述目标数量的分配编码组执行交叉处理过程，得到目标数量的参考编码组，所述参考编码组的装配成本小于所述分配编码组的装配成本；
[0009]确定变异算子，并基于上述变异算子对所述目标数量的分配编码组执行变异处理过程，得到目标数量的备选编码组，所述备选编码组的装配成本小于所述分配编码组的装配成本；
[0010]基于所述分配编码组、所述参考编码组和所述备选编码组，得到更新后的分配编码组，迭代执行所述交叉处理过程和所述变异处理过程，并在每一次迭代过程中更改所述交叉处理过程的概率和所述变异处理过程的概率，直到迭代时长超过时长阈值，输出最后一次迭代得到的更新后的分配编码组。
[0011]根据本专利技术提供的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，所述确定交叉算子，
包括：
[0012]获取交叉处理Q值表，所述交叉处理Q值表的初始值为0；
[0013]在每一次迭代过程后，基于公式：
[0014][0015]更新所述交叉处理Q值表，其中，newQ
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的更新后的Q值；Q
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的当前的Q值；表示下一个状态下最大的Q值，由当前的Q值进行估算得到，R
s，a
表示当前状态s下采取动作a的奖励值；α和γ表示重要程度系数；
[0016]基于所述交叉处理Q值表，从双点交叉、单点交叉、顺序交叉、定位交叉和循环交叉中确定所述交叉算子。
[0017]根据本专利技术提供的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，所述确定变异算子，包括：
[0018]获取变异处理Q值表，所述变异处理Q值表的初始值为0；
[0019]在每一次迭代过程后，基于公式：
[0020][0021]更新所述变异处理Q值表，其中，newq
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的更新后的Q值；q
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的当前的Q值；表示下一个状态下最大的Q值，由当前的Q值进行估算得到，r
s，a
表示当前状态s下采取动作a的奖励值；α和γ表示重要程度系数；
[0022]基于所述变异处理Q值表，从交换、向前插入和向后插入中确定所述变异算子。
[0023]根据本专利技术提供的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，所述在每一次迭代过程中更改所述交叉处理过程的概率和所述变异处理过程的概率，包括：
[0024]基于公式：
[0025]P＝1
‑
CR；
[0026][0027]确定交叉处理过程的概率或者所述变异处理过程的概率，其中，T表示当前的运行时间，n
·
n
·
p表示所述时长阈值。
[0028]根据本专利技术提供的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，所述在满足装配线分配约束条件的情况下，基于所述各个待分配工序的优先权值，随机生成目标数量的分配编码组，包括：
[0029]步骤X、从所述待分配工序集合中选择所述优先权值最大的待分配工序，作为目标工序，并将所述目标工序从所述待分配工序中删除；
[0030]步骤Y、从所述候选机器人集合中选择装配所述目标工序时间最早的机器人，作为目标机器人，并将所述目标机器人从所述候选机器人集合中删除；
[0031]遍历所述步骤X和所述步骤Y，直到所述待分配工序集合为空集，基于所述目标工序和对应的所述目标机器人，确定所述分配编码组。
[0032]根据本专利技术提供的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，所述从所述候选机器人集合中选择装配所述目标工序时间最早的机器人，作为目标机器人，包括：
[0033]若所述候选机器人集合中出现装配所述目标工序时间最早的机器人为至少两个，则从至少两个装配所述目标工序时间最早的机器人中选择所述目标工序与前一个工序之间空闲时间最小的机器人，作为所述目标机器人。
[0034]根据本专利技术提供的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，所述从所述候选机器人集合中选择装配所述目标工序时间最早的机器人，作为目标机器人，还包括：
[0035]若从至少两个装配所述目标工序时间最早的机器人中选择所述目标工序与前一个工序之间空闲时间最小的机器人的数量为至少两个，则选择标号最小的机器人作为所述目标机器人。
[0036]本专利技术还提供一种不确定需求下混流装配线平衡分配装置，该不确定需求下混流装配线平衡分配装置包括：
[0037]获取模块，用于获取待分配工序集合、各个待分配工序的优先权值以及候选机器人集合；
[0038]生成模块，用于在满足装配线分配约束条件的情况下，基于所述各个待分配工序的优先权值，随机生成目标数量的分配编码组，所述分配编码组中每个所述待分配工序由一个候选机器人执行；
[0039]交叉处理模块，用于确定交叉算子，并基于所述交叉算子对所述目标数量的分配编码组执行交叉处理过程，得到目标数量的参考编码组，所述参考编码组的装配成本小于所述分配编码组的装配成本；
[0040]变异处理模块，用于确定变异算子，并基于上述变异算子对所述目标数量的分配编码组执行变异处理过程，得到目标数量的备选编码组，所述备选编码组的装配成本小于所述分配编码组的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不确定需求下混流装配线平衡分配方法，其特征在于，包括：获取待分配工序集合、各个待分配工序的优先权值以及候选机器人集合；在满足装配线分配约束条件的情况下，基于所述各个待分配工序的优先权值，随机生成目标数量的分配编码组，所述分配编码组中每个所述待分配工序由一个候选机器人执行；确定交叉算子，并基于所述交叉算子对所述目标数量的分配编码组执行交叉处理过程，得到目标数量的参考编码组，所述参考编码组的装配成本小于所述分配编码组的装配成本；确定变异算子，并基于上述变异算子对所述目标数量的分配编码组执行变异处理过程，得到目标数量的备选编码组，所述备选编码组的装配成本小于所述分配编码组的装配成本；基于所述分配编码组、所述参考编码组和所述备选编码组，得到更新后的分配编码组，迭代执行所述交叉处理过程和所述变异处理过程，并在每一次迭代过程中更改所述交叉处理过程的概率和所述变异处理过程的概率，直到迭代时长超过时长阈值，输出最后一次迭代得到的更新后的分配编码组。2.根据权利要求1所述的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，其特征在于，所述确定交叉算子，包括：获取交叉处理Q值表，所述交叉处理Q值表的初始值为0；在每一次迭代过程后，基于公式：更新所述交叉处理Q值表，其中，newQ
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的更新后的Q值；Q
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的当前的Q值；表示下一个状态下最大的Q值，由当前的Q值进行估算得到，R
s，a
表示当前状态s下采取动作a的奖励值；α和γ表示重要程度系数；基于所述交叉处理Q值表，从双点交叉、单点交叉、顺序交叉、定位交叉和循环交叉中确定所述交叉算子。3.根据权利要求1所述的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，其特征在于，所述确定变异算子，包括：获取变异处理Q值表，所述变异处理Q值表的初始值为0；在每一次迭代过程后，基于公式：更新所述变异处理Q值表，其中，newq
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的更新后的Q值；q
s，a
表示当前状态s和当前动作a对应的当前的Q值；表示下一个状态下最大的Q值，由当前的Q值进行估算得到，r
s，a
表示当前状态s下采取动作a的奖励值；α和γ表示重要程度系数；基于所述变异处理Q值表，从交换、向前插入和向后插入中确定所述变异算子。4.根据权利要求1至3中任一项所述的不确定需求下混流装配线平衡分配方法，其特征
在于，所述在每一次迭代过程中更改所述交叉处理过程的概率和所述变异处理过程的概率，包括：基于公式：P＝1
‑
CR；确定交叉处理过程的概率或者所述变异处理过程的概率，其中，T表示当前的运行时间，n
·
n
·
p表示所述时长阈值。5.根据权利要求1至3中任一项所述的不确定需求下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子凯，李梓响，唐秋华，张利平，蒙凯，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：