【技术实现步骤摘要】
考虑机器配置的混合流水车间数学启发式调度方法及系统
[0001]本专利技术属于车间调度相关
,更具体地,涉及一种考虑机器配置的混合流水车间数学启发式调度方法及系统。
技术介绍
[0002]在现代制造业中,生产管理过程中的订单调度与整个工厂的运行状况密切相关。调度是在有限的生产资源和车间资源下做出符合实际需求的调度方案。目前现代工厂由于小批量、定制化生产模式,往往订单随时间具有零散、波动较大的特征,企业为保证利益最大化,通常优先满足最大订单的生产需求,使得车间资源对于订单资源来说是富余的。同时混合流水车间(Hybrid Flow Shop,HFS)类型作为现代自动化工厂的典型车间类型之一,广泛应用于食品、电子制造、化工等行业,因此考虑机器配置的混合流水车间调度问题(Hybrid Flow Shop Scheduling with Machine Configurations,HFSP
‑
MC),通过优化机器使用数量,节约能源,旨在解决订单波动和车间饱和度差异,在混合流水车间中优化每阶段机器数、工件序列和机器选择,从而达到优化整体订单的交货期和机器数量目的。
[0003]在以往混合流水车间调度问题及其变体中,传统算法往往围绕相同的编解码方式进行设计,在解码阶段不论是采用混合规则解码或者正反混合解码都会造成部分解空间无法搜寻到。算法通过增加复杂的领域搜索机制和择优性能使解空间变得复杂,算法求解的稳定性受到挑战。
[0004]当前算法与模型的分离求解,未对调度模型本身的约束性质进行分析 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑机器配置的混合流水车间数学启发式调度方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)对考虑机器配置的混合流水车间构建混合整数线性规划模型,所述混合整数线性规划模型的优化目标为确定每阶段的机器数量和工件工序在机器上的加工顺序,使得交货期偏差时间与使用机器数的加权总和f=log
a
ΣΣM
j,k
+log
b
Σ(W
iE
·
E
i
+W
iT
·
T
i
)最小,其中,M
j,k
为第j阶段的第k台机器是否参与加工,为1表示参与加工,否则不参与;a,b为对数参数,通过调参实验获得;W
iE
为提前完工时间的权重值;E
i
为提前完工时间;W
iT
为延迟完工时间的权重值;T
i
为延迟完工时间;(2)基于混合整数线性规划模型的决策变量确定数学启发式算法的编码结构,并将编码序列作为染色体加入种群中,进而进行解码以得到当前轮的最优调度解;(3)将每一轮迭代的染色体种群中的最优调度解加入精英种群中,即对每轮迭代精英种群中的解进行更新以替换末尾次优解,以保证精英种群中的解为历史最优解;(4)基于算例规模确定精英种群向混合整数线性规划模型传递变量的传递规则,并确定该传递规则对应的子模型,即参数化了每阶段机器数和每阶段工件的机器选择的混合整数线性规划模型;(5)对得到的子模型进行求解,每次求解的值作为当前传递染色体的适应度函数值并进入种群进行优劣淘汰搜索,进而得到最终的调度最优解。2.如权利要求1所述的考虑机器配置的混合流水车间数学启发式调度方法,其特征在于:编码结构为双层编码结构,第一层为工件序列,代表每个阶段工件工序能使用的加工机器;第二层为工件序列,代表某一阶段的工件工序的优先级关系。3.如权利要求2所述的考虑机器配置的混合流水车间数学启发式调度方法,其特征在于:将双层编码序列作为染色体加入种群中,编码结构的序列为:[M
1 M
2 M3...M
j
‑
1 M
j
][S
1 S2...S
i
‑
2 S
i
‑
1 S
i
]。4.如权利要求1所述的考虑机器配置的混合流水车间数学启发式调度方法,其特征在于:解码时,染色体编码序列作为工件首阶段的工件序列,依次根据机器数编码序列所代表的每阶段机器数安排最早空闲机器进行加工,得到正向解码后的调度解G
正
;然后,将染色体编码序列作为工件末端阶段的工件序列,依次根据机器数编码序列所代表的每阶段机器数按照最晚空闲机器进行加工,得到反向解码后的调度解G...
【专利技术属性】
技术研发人员:李新宇,张梦雅,高亮,王翠雨,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:
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