【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分拣调度，具体是一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法。
技术介绍
1、随着人们对家装场景的个性化需求不断增加，板式家具制造业正逐步实现从手工化或半自动化向自动化和信息化的转型升级。定制家具板件的生产流程有开料、拣选、打包三个环节，开料加工环节根据产品的工艺进行生产；分拣环节包括入库和出库两个部分，并通过分拣系统实现，板件完成最后一道加工工序后会被分配至相应的分拣单元，分拣机对有限入库缓冲区内的板件进行入库暂存，当本订单内所有板件均入库完毕，分拣机按指定顺序取出板件；最后，板件在打包区进行打包处理。
2、按照自动化程度的差异，分拣系统分为应用不广泛的自动分拣系统和传统的人工分拣系统，自动分拣系统主要解决物料入库与出库的调度优化问题，对于该问题，现有研究多采用模型仿真或启发式算法进行求解，自动分拣系统还需要解决物料出入库联合调度优化问题，对于该问题，现有研究多采用智能算法，如遗传领域搜索算法(ga-vns)，蚁群算法(aco)，粒子群算法(pso)与禁忌搜索算法(tabu)等求解调度方案，然而，针对求解面向定制板式家具生产场景，智能算法难以在较短时间内快速生成一个调度方案。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本专利技术提出了一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，目的在于解决现有针对物料出入库联合调度优化问题多采用智能算法来求解调度方案，但智能算法难以在较短时间内快速生成一个调度方案的问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：针对自动分拣系统中具有有限缓冲区和包装优先顺序约束的出入库联合调度问题，构建问题的数学模型；
5、步骤s2：采用多阶段的启发式算法对问题的数学模型进行求解，得到问题的最优解；其中，多阶段的启发式算法包括缓冲区约束转换启发式算法、插入时间算法和出库调度算法。
6、优选地，在步骤s1中，构建问题的数学模型具体包括以下步骤：
7、构建目标函数，所述目标函数的表达式如下：
8、min f＝min (α*max (ci4)+(1-α)*max(ci2))； (1)
9、其中，所述目标函数存在如下约束条件：
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28、其中，α表示包装完工时间所占优化目标的权重；1-α表示出库完工时间所占的权重；i和j均表示板件编号的索引；h表示缓冲区容量；n表示板件总量；k表示阶段索引，1，2，3和4在阶段索引中分别表示入库、出库、合流移载和打包阶段；pik表示板件i在k阶段的处理时间；cik表示板件i在k阶段的完工时间；mk表示机器在k阶段的数量；tk-1,k表示第k-1阶段和第k阶段之间产生的运输时间；rik表示板件i在k阶段的到达时间；bi表示在规定的包装顺序中板件i的紧后板件的编号，若当前板件是此订单包装任务中最后的板件，则为当前板件编号；oi表示板件i的板件编号为o；f表示一个正数；vijmk表示在第k阶段的机器m上，板件i在板件j前进行处理；viimk表示在第k阶段的机器m上，板件i自身进行处理；vjimk表示在第k阶段的机器m上，板件j在板件i前进行处理；dimk表示在第k阶段板件i被分配到机器m上加工；sik表示工件i在第k阶段的开始加工时间；sjk表示工件j在第k阶段的开始加工时间；表示板件bi在第k阶段设备m上加工；表示在第k阶段设备m上板件i比板件bi先加工；ri+h,k表示在第k阶段板件第i+h号板件的到达缓冲区的到达时刻；di+b,mk表示板件i+b在第k阶段设备m上加工；ri+h+1,k表示在第k阶段板件第i+h+1号板件到达缓冲区的达到时间；si,k表示工件i在第k阶段的开始加工时间；di+h+1,mk表示板件i+h+1在第k阶段设备m上加工。
29、优选地，在步骤s2中，具体包括以下子步骤：
30、步骤s21：把待入库的板件集合op按照板件的到达时间ri递减来排序，得到待入库调度序列pq；
31、步骤s22：利用缓冲区约束转换启发式算法分别计算出待入库调度序列pq中各板件的最早可入库开始时间esti和最晚可入库开始时间lsti；
32、步骤s23：利用插入时间算法确定待入库调度序列pq中的第一板件pq1的入库开始时间和结束时间并对待入库调度序列pq和订单中已入库的板件数量进行更新；
33、步骤s24：判断订单中已入库的板件数量与订单中的板件数量是否相等，若相等，则执行步骤s25；若不相等，则执行步骤s23；
34、步骤s25：采用出库调度算法分别计算出待出库调度的板件集合od、出库板件的出库开始时间出库结束时间打包操作的开始时间以及结束时间合流移载的开始时间和合流移载的结束时间
35、步骤s26：判断待入库调度序列pq是否为空集，若是，则结束处理；否则，与第一板件在同一机器以及最早可入库开始时间比第一板件pq1的结束时间小的板件，令其最早可入库开始时间为再将待入库调度序列pq以各板件的最早可入库开始时间esti不减的顺序进行排序，并执行步骤s23。
36、优选地，在步骤s22中，具体包括以下子步骤：
37、步骤s221：采用缓冲区约束转换启发式算法使各板件的到达时间ri为最早可入库开始时间iesti，将待入库板件集合op的板件按照各板件的到达时间ri从大到小排序，获得板件在每台分拣机的待入库调度序列pq和板件入库处理时间p，其中，待入库调度序列pq中有n0块板件；
38、步骤s222：从待入库调度序列pq中由前向后取板，计算板件的最晚可入库开始时间ilsti，令游标c＝1；
39、步骤s223：令分拣机集合为ms，判断分拣机集合ms是否为空，若是，结束处理，否则选择一台机器m∈ms，并对分拣机集合ms进行更新，执行步骤s224；
40、步骤s224：判断待入库调度序列pq中板件的块数n0是否等于c，若是，则执行步骤s223，否则，从待入库调度序列pq中取第c块板件jc，缓冲区容量为b；
41、步骤s225：判断c是否小于b+1，若是，待入库调度序列pq中第c块板件jc的最晚入库开始时间ilstc等于区间中的极大值，执行步骤s227；否则执行步骤s226；
42、步骤s226：若c＝b+1，则待入库调度序列pq中第c块板件jc的最晚入库开始时间ilstc为待入库调度序列pq中首块板件的到达时间r1，并执行步骤s227；否则待入库调度序列pq中第c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S1中，构建问题的数学模型具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S2中，具体包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S22中，具体包括以下子步骤：
5.根据权利要求4所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S23中，具体包括以下子步骤：
6.根据权利要求3所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S25中，具体包括以下子步骤：
7.根据权利要求6所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S251中，采用最长加工时间优先规则(Longest Process Time，LPT)确定待出库调度的板件集合OD和出库板件的初始包装序列，具
8.根据权利要求7所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S252中，具体包括以下子步骤：
9.根据权利要求8所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤S253中，具体包括以下子步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤s1中，构建问题的数学模型具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤s2中，具体包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤s22中，具体包括以下子步骤：
5.根据权利要求4所述的一种定制家具板件自动分拣系统的出入库调度方法，其特征在于：在步骤s23中，具体包括以下子步骤：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖勇，彭乘风，廖芳芳，李翔，谢光奇，林安平，张艺敏，黄志豪，胡占进，
申请(专利权)人：湘南学院，
类型：发明
国别省市：
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