一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法技术

本发明专利技术提供了一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，包括如下步骤：S1：获取多种产品的产品加工需求数据；S2：使用黏菌算法对产品加工需求数据进行计算，得到调度序列；S3：根据调度序列计算各个工位的请求时间，并基于请求时间发送搬运请求，直至产品搬运完成后返回至步骤S1。本发明专利技术使用黏菌算法对不同工艺产品的加工顺序进行优化，能够提高电镀生产线的生产效率；预先考虑了产品和搬运车的行程，可实现精确调度，理论上可以使生产产品在各工位加工完成就立即被运走，实际处理时间与设定的加工时间偏差为零；只对产品的加工顺序进行调度，因此可以在正常生产过程中插入需要紧急处理的订单。理的订单。理的订单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法


[0001]本专利技术涉及一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法。

技术介绍

[0002]电镀生产具有其自身特殊性，产品一旦进入生产线，就要按照预先设定的加工工序和加工时间进行处理，不同工序先后顺序不能改变，且各工序加工时间和不同工序之间的时间间隔都不能超出工艺要求范围，否则就会导致产品报废。基于电镀生产特性，目前常采用的两种方法分别是固定搬运车行程路线周期循环的调度方法和基于模糊数学的模糊控制技术调度方法。前者预先设定搬运车行程路线，只能同时加工一种产品，对于加工工艺不同的多批次、小批量的产品，需要在生产完成一种工艺产品后，停机切换另一工艺产品的生产模式，每次切换过程需要几十分钟甚至几个小时，因此这种调度方法对于生产工艺不同的多批次、小批量的产品效率极低。后者在生产过程中使用模糊控制技术对产品进行搬运，可以实现不同的工艺产品混料生产，但生产效率仍然较低，而且相同的工艺产品在同一工位的实际处理时间偏差较大，不好把控产品的生产品质。以上两种常用的调度方法虽然有效可行，但没有经过任何优化，产品生产效率还有待提高。此外，现有调度方法不能做到动态调度，不能实现在正常生产过程中紧急插入新订单产品的需求。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，该基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法使用黏菌算法对不同工艺产品的加工顺序进行优化，能够提高电镀生产线的生产效率。
[0004]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0005]本专利技术提供的一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，包括如下步骤：
[0006]S1：获取多种产品的产品加工需求数据；
[0007]S2：使用黏菌算法对产品加工需求数据进行计算，得到调度序列；
[0008]S3：根据调度序列计算各个工位的请求时间，并基于请求时间发送搬运请求，直至产品搬运完成后返回至步骤S1。
[0009]所述产品加工需求数据包括多种产品在多个工位上的加工顺序和加工处理时间。
[0010]将所述工位中无产品需求的工位设置为虚拟工位；虚拟工位取值为
‑
1。
[0011]所述步骤S2，具体采用如下步骤：
[0012]S21：初始化参数和黏菌种群；
[0013]S22：根据黏菌种群中黏菌的黏菌位置计算适应度；
[0014]S23：将适应度排序后计算权重；
[0015]S24：根据适应度的计算结果更新最优适应度值；
[0016]S25：更新黏菌位置；
[0017]S26：返回至步骤S22迭代至预设次数后，输出适应度最高的黏菌位置和适应度值。
[0018]所述参数包括最大迭代次数T、黏菌种群大小N、解向量的维度d、解向量的搜索范围[lb,ub]，其中维度d为加工产品数量。
[0019]所述黏菌种群采用如下方式初始化，在搜索范围[lb,ub]内随机产生N个黏菌的位置。
[0020]所述适应度，采用如下方式计算，
[0021]首先，使用X
′
＝sort(X,2)将黏菌位置的实数编码转换成整数编码，其中，sort(X,2)表示将黏菌位置X按行排序，X
′
表示产品的加工顺序；
[0022]然后，根据X
i
′
,i＝1,2,
…
,N中产品的加工顺序生成调度表S
i
，找出调度表S
i
中各产品的最大完工时间作为第i个黏菌的适应度值F
i
。
[0023]所述计算权重采用如下方式，取出最好的适应度值保存为bF，最差的适应度值保存为wF，并根据如下公式计算黏菌个体的适应度权重：
[0024][0025]其中，F
′
表示排序后种群个体对应的位置，r表示0
‑
1之间的随机数向量。
[0026]所述步骤S25采用如下方式，
[0027]①
判断若最好的适应度值bF优于全局最优适应度值DF，则将DF更新为bF，并将该个体位置保存到黏菌个体最佳位置Xb中；
[0028]②
根据如下公式更新黏菌位置：
[0029][0030]p＝tanh|F
i
‑
DF|
[0031][0032]vb＝[
‑
a,a][0033][0034]vc＝[
‑
b,b][0035]其中，T表示初始化参数中的最大迭代次数，t表示当前迭代次数，r1,r2,r3表示0
‑
1之间的随机数，X
A
,X
B
表示从种群中随机选择的两个个体位置；
[0036]③
检查更新后的黏菌位置是否超出边界。
[0037]所述步骤S3中，根据调度序列计算各个工位的请求时间，具体采用如下步骤：
[0038]S31：使用贪心策略按照产品Xb
j
′
,j＝1,2,
…
,d的工艺路线和加工时间执行搬运任务；
[0039]S32：判断产品Xb
j
′
,j＝1,2,
…
,d是否有被延迟搬运的工序；若是，则计算被延迟时长，将延迟工序和该工序之前的所有工序的开工时间、相应搬运车的搬运时间、相应工位
的空闲时间增加被延迟时长；若否，则执行下一步骤；
[0040]S33：判断是否调度完所有产品；若是，则输出包含请求时间的调度表；若否，则执行步骤S31。
[0041]本专利技术的有益效果在于：使用黏菌算法对不同工艺产品的加工顺序进行优化，能够提高电镀生产线的生产效率；预先考虑了产品和搬运车的行程，可实现精确调度，理论上可以使生产产品在各工位加工完成就立即被运走，实际处理时间与设定的加工时间偏差为零；只对产品的加工顺序进行调度，因此可以在正常生产过程中插入需要紧急处理的订单。
附图说明
[0042]图1是本专利技术至少一种实施方式的流程示意图；
[0043]图2是本专利技术至少一种实施方式应用的生产线平面示意图。
具体实施方式
[0044]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0045]实施例1
[0046]如图1所示的一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，包括如下步骤：
[0047]S1：获取多种产品的产品加工需求数据；
[0048]S2：使用黏菌算法对产品加工需求数据进行计算，得到调度序列；
[0049]S3：根据调度序列计算各个工位的请求时间，并基于请求时间发送搬运请求，直至产品搬运完成后返回至步骤S1。
[0050]实施例2
[0051]基于实施例1，产品加工需求数据包括多种产品在多个工位上的加工顺序和加工处理时间。
[0052]实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获取多种产品的产品加工需求数据；S2：使用黏菌算法对产品加工需求数据进行计算，得到调度序列；S3：根据调度序列计算各个工位的请求时间，并基于请求时间发送搬运请求，直至产品搬运完成后返回至步骤S1。2.如权利要求1所述的基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：所述产品加工需求数据包括多种产品在多个工位上的加工顺序和加工处理时间。3.如权利要求2所述的基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：将所述工位中无产品需求的工位设置为虚拟工位；虚拟工位取值为
‑
1。4.如权利要求1所述的基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：所述步骤S2，具体采用如下步骤：S21：初始化参数和黏菌种群；S22：根据黏菌种群中黏菌的黏菌位置计算适应度；S23：将适应度排序后计算权重；S24：根据适应度的计算结果更新最优适应度值；S25：更新黏菌位置；S26：返回至步骤S22迭代至预设次数后，输出适应度最高的黏菌位置和适应度值。5.如权利要求4所述的基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：所述参数包括最大迭代次数T、黏菌种群大小N、解向量的维度d、解向量的搜索范围[lb,ub]，其中维度d为加工产品数量。6.如权利要求4所述的基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：所述黏菌种群采用如下方式初始化，在搜索范围[lb,ub]内随机产生N个黏菌的位置。7.如权利要求4所述的基于黏菌算法的电镀生产线智能调度方法，其特征在于：所述适应度，采用如下方式计算，首先，使用X
′
＝sort(X,2)将黏菌位置的实数编码转换成整数编码，其中，sort(X,2)表示将黏菌位置X按行排序，X
′
表示产品的加工顺序；然后，根据X
i
′
,i＝1,2,
…
,N中产品的加工顺序生成调度表S
i
，找出调度表S
i
中各产品的最大完工时间作为第i个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永权，尹世洪，罗淇方，朱彬文，张云辉，李宁，陈佳明，张田，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：