一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法技术

本发明专利技术涉及并行机调度求解技术领域，更具体地，涉及一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法借鉴人工排产时逐班次推进，按照工作日历逐个班次生成班次调度方案，首先计划人员结合订单车间布局情况配置业务规则参数，然后获取前一个班次的调度方案，调用基于前班次的调度方案的继承策略，进一步的，设计了基于集约化生产的增强策略，提高产品的集约化生产，随着工作日历班次的推进，即完成了冰箱发泡车间调度方案的构建。泡车间调度方案的构建。泡车间调度方案的构建。

【技术实现步骤摘要】
一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法


[0001]本专利技术涉及并行机调度求解
，更具体地，一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法。

技术介绍

[0002]随着经济全球化及工业4.0的发展，制造业已成为各个国家国民经济的发展命脉，大多数制造业开始往智能制造、智能工厂方向转型升级，由于市场环境的个性化需求不断涌现，多品种、小批量生产已成为一种重要的生产方式，生产调度作为制造系统最重要的决策过程之一，如何实现大批量连续性生产及碎片化订单的品种多样化产出需求之间的最优权衡，是企业智能化转型升级的关键所在，非同等并行机调度问题是一种特殊的车间调度问题，广泛应用于制造企业中，以往的研究中有关资源限制在非同等并行机调度中的研究较少，大部分为资源受限的项目调度问题，而且多数停留在理论层面，在实际工程应用较少，在仅有的带模具约束的并行机调度问题中，基本都以中小规模为主，同时现有研究中，对并行机器按类型分组式布置的算法研究更少，并且实际生产过程中不仅存在多种设备约束，如顺序依赖的设备调整、机器资质、设备数量限制等，同时要考虑其他阶段的加工约束，此外还要满足工作日历等诸多现实要求；
[0003]而实际生产中由于生产订单数量多、约束条件多，导致人工调度工作量大，调度人员价值难以提升，当前单纯地依靠计划员人工决策，已无法满足工厂排产的需求，以及单纯依靠优化算法决策，与实际调度人员期望相差甚远，都存在局限性；
[0004]虽然此类问题调度较为困难，但是计划人员在多年的排产中有着一些核心原则，他们提高这些核心原则有针对性地进行分组式并行机生产调度，实现大批量连续化的生产的同时满足多品种多样化的订单需求；
[0005]因此，本专利技术针对通过对企业计划人员调度经验的总结归纳，将其所要实现的意图和目的而又难以转化为相应的指标，进而转变为带参数设置的约束(规则)，设计了融入计划人员业务规则的启发式算法，利用企业的生产大数据，可应用本算法较快地实现调度问题的优化求解。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服由于随着生产规模的不断扩大，订单的累积造成问题求解阈值的爆炸性上升，精确算法很难在合理的时间内给出最优解，多维约束、多层次的约束导致难以用简单的调度规则进行求解，调度过程中的资源限制导致智能优化算法采用随机生成等方式在浪费大量搜索时间的同时，生成大量非法解，本专利技术借鉴人工排产时逐班次推进，按照工作日历逐个班次生成班次调度方案，首先计划人员结合订单车间布局情况配置业务规则参数，然后获取前一个班次的调度方案，调用基于前班次的调度方案的继承策略，在满足约束及业务规则等限制下，尽可能继承前一班次机器的调度方案作为本次的调度方案，此时判断是否存在未调度的机器，若有，则采用考虑机器资质的调度策略，安排未调度
的机器生产，若无，则完成了当前班次的调度，进一步的，为了满足客户对产品集约化的生产需求，设计了基于集约化生产的增强策略，提高产品的集约化生产，随着工作日历班次的推进，即完成了冰箱发泡车间调度方案的构建。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]S1：获取前一个班次的调度方案；
[0010]S2：调用前一班次的调度方案，使用基于前班次的调度方案的继承策略，得到当前班次的局部调度方案；
[0011]S3：根据当前班次的局部调度方案判断是否存在未调度的机器，若有未调度的机器，则采用考虑机器资质的调度策略，安排未调度的机器生产，输出当前班次方案；若无未调度的机器，则完成了当前班次的最终调度，输出当前班次方案。
[0012]进一步，步骤S2中，所述调用前一班次的调度方案，使用基于前班次的调度方案的继承策略，包括以下步骤：
[0013]S2.1：调用前一班次的调度方案；
[0014]S2.2：对前一班次的调度方案进行连续生产天数约束验证、门体供应能力检验、尾单验证；
[0015]S2.3：得到当前班次的局部调度方案。
[0016]进一步，步骤S2.2中，所述对前一班次的调度方案进行连续生产天数约束验证、门体供应能力检验、尾单验证，具体为：
[0017]S2.21：对顺延排产的产品进行连续生产天数约束验证，对于生产未达到最小连续生产天数限制的产品需要继续安排生产；
[0018]S2.22：对于排产已经超过最大连续生产天数限制的产品，判断该产品的当月剩余订单是否可在最小连续生产天数内完成，若是，则继续生产，否则对已经超过最大连续生产天数限制的产品进行下模处理；
[0019]S2.23：结合工作日历对产品进行门体供应能力的检验，对门体供应能力受限的产品进行下模处理；
[0020]S2.24：对于出现尾单的情况，对排产的产品进行排产数量的调减，最终得到当前班次的局部调度方案。
[0021]进一步，步骤S3中，所述考虑机器资质的调度策略，安排未调度的机器生产，具体为：
[0022]步骤S3.01：可排产产品集合N构建；
[0023]步骤S3.02：对可排产产品集合N排序；
[0024]步骤S3.03：获取可排产产品的机器资质的区域集合；
[0025]步骤S3.04：判断区域集合里的各区域是否存在空闲机器；若区域集合里的各区域存在空闲机器，跳转至步骤S3.06；若区域集合里的各区域不存在空闲机器，则执行产品协调规则；
[0026]步骤S3.05：更新各分区域调度信息；
[0027]步骤S3.06：将各区域按空闲机器的数量进行排序，选择空闲设备最多的区域P进行试排；
[0028]步骤S3.07：判断产品在区域P内生产是否满足机器资质，具体为：产品在区域P内生产满足机器资质符合，则计算区域P内模具种类信息；若产品在区域P内生产不满足机器资质，跳转至步骤S3.06，换下一个区域进行试排；
[0029]步骤S3.08：判断区域P内的模具种类是否达到最大模具种类数量且生产产品所需模具未在区域P内排产，具体为：若区域P内的模具种类达到最大模具种类数量且生产产品所需模具未在区域P内排产，跳转至步骤S3.09；若区域P内的模具种类不达最大模具种类数量且生产产品所需模具未在区域P内排产，跳转至步骤S3.06，换下一个分区进行试排；
[0030]步骤S3.09：统计区域P内空闲设备信息；
[0031]步骤S3.10：判断区域P内空闲设备数量是否大于产品n试排数量，若是，将产品n全部排入区域P,若不是，将等设备数量的产品n排入区域P，并优先安排在不需要更换模具的机器上加工，并跳转至步骤S3.13；
[0032]步骤S3.11：更新产品排布数量；
[0033]步骤S3.12：更新各区域机器信息、模具种类信息；
[0034]步骤S3.13：判断线体内是否仍有区域未参与调度，若是，跳转至步骤S3.09，若否，输出产品的调度结果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取前一个班次的调度方案；S2：调用前一班次的调度方案，使用基于前班次的调度方案的继承策略，得到当前班次的局部调度方案；S3：根据当前班次的局部调度方案判断是否存在未调度的机器，若有未调度的机器，则采用考虑机器资质的调度策略，安排未调度的机器生产，输出当前班次方案；若无未调度的机器，则完成了当前班次的最终调度，输出当前班次方案。2.根据权利要求1所述的一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，其特征在于，步骤S2中，所述调用前一班次的调度方案，使用基于前班次的调度方案的继承策略，包括以下步骤：S2.1：调用前一班次的调度方案；S2.2：对前一班次的调度方案进行连续生产天数约束验证、门体供应能力检验、尾单验证；S2.3：得到当前班次的局部调度方案。3.根据权利要求2所述的一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，其特征在于，步骤S2.2中，所述对前一班次的调度方案进行连续生产天数约束验证、门体供应能力检验、尾单验证，具体为：S2.21：对顺延排产的产品进行连续生产天数约束验证，对于生产未达到最小连续生产天数限制的产品需要继续安排生产；S2.22：对于排产已经超过最大连续生产天数限制的产品，判断该产品的当月剩余订单是否可在最小连续生产天数内完成，若是，则继续生产，否则对已经超过最大连续生产天数限制的产品进行下模处理；S2.23：结合工作日历对产品进行门体供应能力的检验，对门体供应能力受限的产品进行下模处理；S2.24：对于出现尾单的情况，对排产的产品进行排产数量的调减，最终得到当前班次的局部调度方案。4.根据权利要求1所述一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，其特征在于，步骤S3中，所述考虑机器资质的调度策略，安排未调度的机器生产，具体为：步骤S3.01：可排产产品集合N构建；步骤S3.02：对可排产产品集合N排序；步骤S3.03：获取可排产产品的机器资质的区域集合；步骤S3.04：判断区域集合里的各区域是否存在空闲机器；若区域集合里的各区域存在空闲机器，跳转至步骤S3.06；若区域集合里的各区域不存在空闲机器，则执行产品协调规则；步骤S3.05：更新各分区域调度信息；步骤S3.06：将各区域按空闲机器的数量进行排序，选择空闲设备最多的区域P进行试排；步骤S3.07：判断产品在区域P内生产是否满足机器资质，具体为：产品在区域P内生产满足机器资质符合，则计算区域P内模具种类信息；若产品在区域P内生产不满足机器资质，
跳转至步骤S3.06，换下一个区域进行试排；步骤S3.08：判断区域P内的模具种类是否达到最大模具种类数量且生产产品所需模具未在区域P内排产，具体为：若区域P内的模具种类达到最大模具种类数量且生产产品所需模具未在区域P内排产，跳转至步骤S3.09；若区域P内的模具种类不达最大模具种类数量且生产产品所需模具未在区域P内排产，跳转至步骤S3.06，换下一个分区进行试排；步骤S3.09：统计区域P内空闲设备信息；步骤S3.10：判断区域P内空闲设备数量是否大于产品n试排数量，若是，将产品n全部排入区域P,若不是，将等设备数量的产品n排入区域P，并优先安排在不需要更换模具的机器上加工，并跳转至步骤S3.13；步骤S3.11：更新产品排布数量；步骤S3.12：更新各区域机器信息、模具种类信息；步骤S3.13：判断线体内是否仍有区域未参与调度，若是，跳转至步骤S3.09，若否，输出产品的调度结果。5.根据权利要求4所述一种基于业务规则的分组式非同等并行机调度方法，其特征在于，步骤S3.01中，所述可排产产品集合N的构建方法，具体为：S3.011：取当前有订单需求的产品集合，去除集合N中与当前班次调度方案存在生产互斥约束的产品；S3.012：查询产品生产信息表，对于刚下模的产品不参与上模，在这个基础上进一步计算各产品最大可排数量，得到可排产产品集合N。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，廖彤杰，钟宏扬，彭乘风，梁宝林，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：