柔性作业车间调度方案确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种柔性作业车间调度方案确定方法及装置，方法通过初始化种群生成包含预设数量调度方案的调度方案群组；划分调度方案群组为单目标子种群和多目标子种群；分别对单目标子种群和多目标子种群执行进化取优操作；进化取优操作包括：分别将单目标子种群和多目标子种群进行进化，并将进化后的单目标子种群中的最差个体以其他进化后的单目标子种群中的最优个体进行替换，将进化后的多目标子种群的最差个体以进化后的单目标子种群中的最优个体进行替换；在进化取优操作达到预设迭代次数后，确定预设迭代次数后的单目标子种群和多目标子种群中的最优个体，输出Pareto前沿解，基于Pareto前沿解，确定目标调度方案，提高生产效率。产效率。产效率。

【技术实现步骤摘要】
柔性作业车间调度方案确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及作业调度
，尤其涉及一种柔性作业车间调度方案确定方法及装置。

技术介绍

[0002]作为生产与管理过程中的重要的环节，车间调度一直是历年的研究热点。作为车间调度问题的一种，柔性作业车间调度问题(Flexible Job Shop Scheduling Problem，FJSP)作为作业车间调度问题的衍生，在日益个性化的市场推动下展现出越来越大的优势，并在各行各业有着广泛的应用，例如电子、钢铁生产等行业，因此，对FJSP的研究具有重大的工程意义。
[0003]在实际生产中，为了缩小理论与实际的差距，FJSP的研究通常包含各种约束，准备时间是其中重要的一项。准备时间根据其是否与工件顺序相关可分为顺序相关的准备时间(如换模、清洗等)和顺序无关的准备时间(如上料等)，目前对含准备时间的研究多将两种类型的准备时间分别进行研究。
[0004]但是，在实际生产中，换模、上料等准备时间可能同时存在，因此如何在调度过程中协调多类准备时间，使得准备时间尽可能小的影响整个生产时间以提高生产效率成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种柔性作业车间调度方案确定方法及装置，用以解决现有技术中车间调度方案导致生产效率低下的缺陷。
[0006]本专利技术提供一种柔性作业车间调度方案确定方法，包括：
[0007]初始化种群生成包含预设数量调度方案的调度方案群组，所述调度方案是利用柔性作业车间内的工序排序序列的方式对工件及对应的加工工序编码得到的；
[0008]划分所述调度方案群组为单目标子种群和多目标子种群；
[0009]分别对所述单目标子种群和多目标子种群执行进化取优操作；所述进化取优操作包括：分别将所述单目标子种群和所述多目标子种群进行进化，得到进化后的单目标子种群和进化后的多目标子种群，并将所述进化后的单目标子种群中的最差个体以其他所述进化后的单目标子种群中的最优个体进行替换，将所述进化后的多目标子种群的最差个体以所述进化后的单目标子种群中的最优个体进行替换；
[0010]在所述进化取优操作达到预设迭代次数后，确定所述预设迭代次数后的单目标子种群和多目标子种群中的最优个体，输出Pareto前沿解，基于所述Pareto前沿解，确定目标调度方案。
[0011]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述分别将所述单目标子种群和所述多目标子种群进行进化，包括：
[0012]利用贪婪解码方式，分别对所述单目标子种群和所述多目标子种群中的每个调度
方案进行解码，得到调度方案目标值；
[0013]若所述调度方案目标值表示单目标子种群，则基于单种群遗传算法、交叉率和变异率对所述单目标子种群中的调度方案群组进行交叉变异进化；
[0014]若所述调度方案目标值表示多目标子种群，则基于多种群遗传算法、交叉率和变异率对所述多目标子种群中的调度方案群组进行交叉变异进化。
[0015]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述利用贪婪解码方式，分别对所述单目标子种群和所述多目标子种群中的每个调度方案进行解码，包括：
[0016]确定每个所述调度方案中的工件和加工工序的数量；
[0017]在所述数量的工件和加工工序中，确定当前工件和当前加工工序；
[0018]根据所述当前工件和当前加工工序，确定加工机器、待加工工件和待加工工序；
[0019]确定所述当前工件的当前加工工序类型，若所述当前加工序列类型为序列依赖准备时间，则利用第一关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间，否则利用第二关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间；
[0020]遍历所述调度方案中的工件和加工工序，更新所述当前工件和当前加工工序，直至确定出所有的工件和加工工序的时间。
[0021]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述利用第一关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间，包括：
[0022]遍历所述加工机器上的第一空闲时窗和所述第一空闲时窗前后的工件；
[0023]根据所述第一空闲时窗和所述第一空闲时窗前后的工件，确定所述待加工工件在所述空闲时窗的第一占用时间；
[0024]若根据所述第一占用时间确定所述待加工工件可插入，则基于所述第一空闲时窗的开始时间、结束时间和所述第一空闲时窗的上道工序的完工时间，确定所述待加工工件对应的加工工序的开始时间；
[0025]若根据所述第一占用时间确定所述待加工工件在所有时窗均无法插入，则基于所述加工机器的完工时间和最后一道加工工序对应的上道工序的完工时间，确定所述待加工工件对应的加工工序的开始时间。
[0026]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述利用第二关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间，包括：
[0027]遍历所述加工机器上的第二空闲时窗和所述第二空闲时窗前后的工件；
[0028]根据所述第二空闲时窗和所述第二空闲时窗前后的工件，确定所述待加工工件在所述空闲时窗的第二占用时间；
[0029]若根据所述第二占用时间确定所述待加工工件可插入，则基于所述第二空闲时窗的开始时间、结束时间和所述第二空闲时窗的上道工序的完工时间，确定所述待加工工件对应的加工工序的开始时间；
[0030]若根据所述第二占用时间确定所述待加工工件在所有时窗均无法插入，则基于所述加工机器的完工时间和最后一道加工工序对应的上道工序的完工时间，确定所述待加工工件对应的加工工序的开始时间。
[0031]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述划分所述调度方案
群组为单目标子种群和多目标子种群，包括：
[0032]划分所述调度方案群组为与种群个数相同的子种群；
[0033]以种群个数与优化目标的比值为单位，对所述划分后的子种群进行分组，对分组后的含有一个所述优化目标的子种群确定为单目标子种群，对分组后的含有所有所述优化目标的子种群确定为多目标子种群。
[0034]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述单目标子种群包括：以完工时间为目标的子种群、以总空闲时间为目标的子种群和以换模次数为目标的子种群，所述多目标子种群包括以完工时间、总空闲时间和换模次数为目标的子种群。
[0035]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述初始化种群生成包含预设数量调度方案的调度方案群组，包括：
[0036]基于随机生成规则和最小准备时间规则，初始化种群生成包含预设数量调度方案的调度方案群组。
[0037]根据本专利技术提供的一种柔性作业车间调度方案确定方法，所述基于所述Pareto前沿解，确定目标调度方案，包括：
[0038]确定所述Pare本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性作业车间调度方案确定方法，其特征在于，包括：初始化种群生成包含预设数量调度方案的调度方案群组，所述调度方案是利用柔性作业车间内的工序排序序列的方式对工件及对应的加工工序编码得到的；划分所述调度方案群组为单目标子种群和多目标子种群；分别对所述单目标子种群和多目标子种群执行进化取优操作；所述进化取优操作包括：分别将所述单目标子种群和所述多目标子种群进行进化，得到进化后的单目标子种群和进化后的多目标子种群，并将所述进化后的单目标子种群中的最差个体以其他所述进化后的单目标子种群中的最优个体进行替换，将所述进化后的多目标子种群的最差个体以所述进化后的单目标子种群中的最优个体进行替换；在所述进化取优操作达到预设迭代次数后，确定所述预设迭代次数后的单目标子种群和多目标子种群中的最优个体，输出Pareto前沿解，基于所述Pareto前沿解，确定目标调度方案。2.根据权利要求1所述的柔性作业车间调度方案确定方法，其特征在于，所述分别将所述单目标子种群和所述多目标子种群进行进化，包括：利用贪婪解码方式，分别对所述单目标子种群和所述多目标子种群中的每个调度方案进行解码，得到调度方案目标值；若所述调度方案目标值表示单目标子种群，则基于单种群遗传算法、交叉率和变异率对所述单目标子种群中的调度方案群组进行交叉变异进化；若所述调度方案目标值表示多目标子种群，则基于多种群遗传算法、交叉率和变异率对所述多目标子种群中的调度方案群组进行交叉变异进化。3.根据权利要求2所述的柔性作业车间调度方案确定方法，其特征在于，所述利用贪婪解码方式，分别对所述单目标子种群和所述多目标子种群中的每个调度方案进行解码，包括：确定每个所述调度方案中的工件和加工工序的数量；在所述数量的工件和加工工序中，确定当前工件和当前加工工序；根据所述当前工件和当前加工工序，确定加工机器、待加工工件和待加工工序；确定所述当前工件的当前加工工序类型，若所述当前加工序列类型为序列依赖准备时间，则利用第一关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间，否则利用第二关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间；遍历所述调度方案中的工件和加工工序，更新所述当前工件和当前加工工序，直至确定出所有的工件和加工工序的时间。4.根据权利要求3所述的柔性作业车间调度方案确定方法，其特征在于，所述利用第一关联关系，确定所述加工机器对所述待加工工件和所述待加工工序的加工时间，包括：遍历所述加工机器上的第一空闲时窗和所述第一空闲时窗前后的工件；根据所述第一空闲时窗和所述第一空闲时窗前后的工件，确定所述待加工工件在所述空闲时窗的第一占用时间；若根据所述第一占用时间确定所述待加工工件可插入，则基于所述第一空闲时窗的开始时间、结束时间和所述第一空闲时窗的上道工序的完工时间，确定所述待加工工件对应
的加工工序的开始时间；若根据所述第一占用时间确定所述待加工工件在所有时窗均无法插入，则基于所述加工机器的完工时间和最后一道加工工序对应的上道工序的完工时间，确定所述待加工工件对应的加工工序的开始时间。5.根据权利要求3所述的柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家钊，卢阳光，张代浩，刘晨，
申请(专利权)人：三一重机有限公司，
类型：发明
国别省市：