一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法技术

本发明专利技术公开的一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法，属于柔性作业车间调度技术领域。针对车间中资源种类多和动态干扰事件发生的问题，本发明专利技术建立动态柔性车间调度问题的数学模型，以最小化最大完工时间为目标函数，使得调度目标得到优化；使用混合遗传算法求解初始调度方案，得到第一阶段调度方案；判断是否有紧急工件插入，如果没有，则执行目前调度方案；否则，重新规划，采用贪心算法对紧急工件的工序集合进行作业调度，得到下阶段调度方案，即动态柔性作业车间调度结果。本发明专利技术能保证对动态事件的快速反应的同时提高生产效率。本发明专利技术适用于生产制造等领域，通过对车间多种资源的协同调度以及重调度，提高生产效率，缩短完工周期。缩短完工周期。缩短完工周期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法


[0001]本专利技术涉及一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法，属于柔性作业车间调度


技术介绍

[0002]作业车间调度问题(Job Shop Scheduling Problem，JSP)是生产调度问题中较早出现并被广泛研究的一类问题，可以简述为：车间内一批工件，每个工件有既定的工艺路线，工艺路线中的每道工序都有对应且唯一的机床进行加工，机床在同一时刻只能加工一个工件，需要确定每台机床的加工工序及其顺序以优化一个或多个目标。柔性作业车间调度问题(Flexible Job Shop Scheduling Problem，FJSP)是车间调度问题中一种更一般的情况，相比于JSP，该问题有多台机床可供每道工序进行选择，随着车间具有相同功能机床的增加，降低了工序对资源的竞争。随着柔性作业车间的发展，FJSP的扩展研究越来越多，求解空间越来越大，车间作业调度问题在算法和应用层面不断丰富。
[0003]从车间的辅助资源维度来说，辅助资源包括刀具、夹具、量具等，这些资源也会影响调度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一、建立动态柔性车间调度模型；步骤二、使用混合遗传算法求解初始调度方案，得到第一阶段调度方案；步骤三、判断是否有紧急工件插入，如果没有，则执行步骤的第一阶段调度方案；否则，采用贪心算法对紧急工件的工序集合进行作业调度，输出动态柔性作业车间调度方案；步骤四、根据步骤二、三得到的车间调度方案，通过对车间多种资源的协同调度以及重调度，保证对动态事件的快速反应的同时提高生产效率、缩短完工周期。2.如权利要求1所述的一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法，其特征在于：步骤一的实现方法为，该模型以最小化最大完工时间C
max
为目标函数，合理地安排工序的加工机器集合、各台机器上的待加工工序顺序、搬运工件的AGV、搬运工装的AGV，使得调度目标得到优化，约束如下：a)最大完工时间不小于任何一道工序的完工时间：i,i
′
:工件索引j,j
′
:工序索引C
max
:最大完工时间p
mij
:工序O
ij
在机器m上的加工时间工序O
ij
的开始加工时间O
ij
:工件i的第j个工序O:工件集合b)每道工序只能在一台机器上进行加工，每道工序在加工时至多需要一件特定的工装，并且一个搬运任务只需分配一台AGV：x
ijm
:如果O
ij
在机器m上加工则为1，否则为0u
ijn
:如果工序O
ij
的加工需要工装n则为1，否则为0v
(n)ijr
:如果搬运任务T
(n)ij
被编号为r的AGV执行则为1，否则为0c)任意两道工序需要在同一台机器上加工时，在当前工序完成之前，不能开始加工另外的工序，即加工任务是非抢占式的：外的工序，即加工任务是非抢占式的：p
ij
:工序O
ij
的加工时间L:一个极大的正整数y
iji
′
j
′
:如果O
ij
先于O
i
′
j
′
在同一台机器上加工则为1，否则为0m,m
′
:机器索引M:可用机器集合M
ij
:工序O
ij
的可选加工机器集合
O
m
:选择在机器m上加工的工序集合d)当两道工序需要同一件工装时，工装的使用也是非抢占式的：d)当两道工序需要同一件工装时，工装的使用也是非抢占式的：m
ij
:加工工序O
ij
的机器w
iji
′
j
′
:如果O
ij
先于O
i
′
j
′
需要工装n则为1，否则为0n,n
′
:工装索引N:工装集合t
mm
′
:AGV从机器m到m
′
的行驶时间O
n
:加工时需要工装n的工序集合e)一道工序在当前所处的机器上加工完成后，该工序所属的工件才可以被转运，并且一个工件在它被转运至相应的机器后才可以被加工：一个工件在它被转运至相应的机器后才可以被加工：一个工件在它被转运至相应的机器后才可以被加工：搬运任务T
(n)ij
的开始时间/结束时f)在所需工装到达相应的机器后，该工序才可以被加工：g)同一台AGV在完成当前的搬运任务后，有足够的时间移动到下一项搬运任务中工件/工装的初始位置，满足这种条件才可以开始下一项搬运任务，其中的三对公式分别描述三种情况：两项工装搬运任务的时间关系、两项工件搬运任务的时间关系、一项工装搬运任务和一项工件搬运任务的时间关系:和一项工件搬运任务的时间关系:和一项工件搬运任务的时间关系:和一项工件搬运任务的时间关系:和一项工件搬运任务的时间关系:r,r
′
:AGV索引R:AGV集合T
ij
:工序O
ij
的搬运任务O
r
:编号为r的AGV执行的搬运工序T
ij
集合T
nij
:加工O
ij
时需要工装n的条件下，工装n的搬运任务z
(n)ij(n
′
)i
′
j
′
:如果搬运任务T
(n)ij
先于T
(n
′
)i
′
j
′
被同一台AGV执行则为1，否则为0
h)定义变量的取值范围：h)定义变量的取值范围：3.如权利要求1所述的一种基于混合遗传算法的动态柔性作业车间调度方法，其特征在于：步骤二的实现方法为，2.1、参数设置并输入相关的制造信息；设置问题的相关参数，包括种群规模，交叉概率，变异概率，迭代次数；输入相关的制造信息；2.2、初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡耀光，侯振宇，瞿升，张立祥，蔡泽，王一衡，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：