【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机集成制造，特别是涉及考虑工序后移的资源协同调度方法。
技术介绍
1、不同于传统的flow-shop和job-shop调度问题，综合调度是针对具有工艺约束关系的产品以树型结构表示，并将加工和装配协同处理的一类调度问题。综合调度正是对有限设备、人员等资源进行调配，以获取最优的时间效率和设备使用率为目的活动。作为直接影响企业的生产效率、社会效益的调度问题一直都是专家学者们研究的热点问题。
2、随着人工智能、物联网等信息技术的迅猛发展，各类产品的调度模式也发生了巨大变化。例如，王付宇等人基于改进的nsga-ii算法，构建了突发重大事件与民生、医疗、物流等物资的应急调度模型；巴智勇等人提出一种多样性控制的混合进化算法，解决了一类具有系统功能约束关系的产品调度问题；li等人以并行团队调度、工人能力和运输时间为研究角度，提出了一种混合调度算法等。但是产品工艺需求的定制化和多元化，使得数量较少但是工艺复杂的产品调度问题日渐突显。于是，针对具有复杂约束工艺的第三类产品制造调度模式应运而生，即综合调度，可以概述为：(1)以树型结构表示产品的复杂工艺，(2)产品数量为单件或者小批，(3)产品的加工和装配进行协同处理；现在已经取得了一系列的研究成果。
3、例如，工艺树循环分解的调度方法提出了子树分解等策略，提高了复杂产品的制造效率；考虑层级调度次序的方法，基于树型结构的层级特征，设计实现的方法既减少了复杂产品的调度时间成本，也提高了设备的利用率等。
4、但是，在以纵向优化为研究角度的成果中，如果调
5、针对目前综合调度中，因工序不能更加合理的调度从而产生较多无法利用的闲置时间段，进而增加产品调度总加工用时的问题，提出了考虑工序后移的资源协同调度方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前多品种、小批量具有树型工艺结构的产品调度中，因工艺约束而闲置设备资源，从而导致的增加产品调度总用时和降低设备利用率的问题，提出了一种考虑工序后移的资源协同调度算法。本专利技术所述方法具体的说是在“加工和装配同步进行”的单件或小批树型结构复杂产品的生产调度过程中，以设备闲置时间为优化对象，基于半数值算法构建工序后移方法模型，同步实现了复杂产品总加工用时更少、提高设备利用率更高的优化效果。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术提出考虑工序后移的资源协同调度方法，所述方法具体为：
3、step1：计算工序路径值，建立复杂产品关键路径序列；
4、step2：以关键路径序列中的各个节点作为顶点，建立紧密衔接工序子串；
5、step3：计算各个紧密衔接工序子串路径长度，建立子串路径值降序工序集；
6、step4：依据工序子串路径长度降序排列紧密衔接工序子串；
7、step5：调度关键路径序列中的各个节点；
8、step6：按照路径值降序的顺序依次调度工序集中的各个紧密衔接子串，若存在路径值相同的子串，则优先调度节点数量相对多的子串；
9、step7：待调度工序在对应设备上是否存在最佳调度时刻，是，转step8；否，转step9；
10、step8：判断从待调度工序的最佳调度时刻起，是否可以完全调度此工序，是，调度；否，转step9；
11、step9：判断对应设备上的闲置时长是否大于工序加工时刻的半值，是，则对应设备上的已完成调度工序后移至待调度工序的最佳调度时刻；否，依据工序间的紧密约束关系，依次调度；
12、step10：依据工序间的紧密约束关系，依次调整因工序后移而导致的后续工序至最佳调度时刻。
13、进一步地，所述工序路径值：将复杂产品工艺树中各个工序的自身加工用时定义为紧前紧后约束工序之间的路径值，非紧前紧后工序的路径值按照最短路径算法叠加。
14、进一步地，所述紧密衔接工序子串：具有唯一紧前紧后约束关系的工序串。
15、进一步地，所述关键路径：复杂产品工艺树中，路径值最大的紧密衔接子串。
16、进一步地，所述最佳调度时刻：工序在对应设备上，在满足约束关系的前提下，可以最早开始加工的时刻。
17、进一步地，在所述调度方法中建立的数学模型具体为：
18、假设n为工序数量、m为加工设备数量，不同产品在不同时刻开始加工且工件间存在约束关系；p＝{pi}(1≤i≤n)为所有工序的集合，m＝{mj}(1≤j≤m)为所有设备集合，tpij为第i道工序在第j台设备上的加工时间，teij为第i道工序在第j台设备上的加工结束时间，stij为第i道工序在第j台设备上的最佳调度时间，epj为第j台设备上的闲置时间，edj为设备j上的完工时间，则有：
19、目标函数：
20、min(max(edj)),(j＝1,2,…,m) (1)
21、subject to：
22、teij-te(i-1)j≥0,(1≤i≤n、1≤j≤m) (2)
23、stuj-tevj≥0,(1≤u≤n、1≤v≤n) (3)
24、式(1)表示所述调度方法的优化目标：复杂产品完工时间最小化；式(2)表示工序工艺约束关系，即无论存在紧前紧后约束关系的第i道工序和第(i-1)道工序，前者开始加工的时间必须不小于后者加工结束的时间；式(3)表示设备加工条件，即在同一台设备mj上，第u道工序的最佳调度时刻不能影响设备上正在加工的第v道工序。
25、进一步地，所述调度方法中设计工序是否后移的判断条件采用连续分布的一般概率法，概率问题用分布函数f(x)表示，如果f(x)连续且不等，则当f(x)遍取0和1之间的所有概率值时，其概率k表示为式(4)：
26、
27、进一步地，在不考虑其他因素的前提下，无论n的取值范围是大还是小，在局部非随机判断中会“被平分”；因为对于f(x)而言，一定存在其反函数f-1(y)，使得y＝f(x)当且仅当x＝f-1(y)时，k是平均的；
28、据此，所述调度方法的工序后移的判断条件设定为式(5)：
29、
30、本专利技术提出一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述考虑工序后移的资源协同调度方法的步骤。
31、本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现所述考虑工序后移本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.考虑工序后移的资源协同调度方法，其特征在于，所述方法具体为：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序路径值：将复杂产品工艺树中各个工序的自身加工用时定义为紧前紧后约束工序之间的路径值，非紧前紧后工序的路径值按照最短路径算法叠加。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紧密衔接工序子串：具有唯一紧前紧后约束关系的工序串。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键路径：复杂产品工艺树中，路径值最大的紧密衔接子串。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最佳调度时刻：工序在对应设备上，在满足约束关系的前提下，可以最早开始加工的时刻。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述调度方法中建立的数学模型具体为：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调度方法中设计工序是否后移的判断条件采用连续分布的一般概率法，概率问题用分布函数f(x)表示，如果f(x)连续且不等，则当f(x)遍取0和1之间的所有概率值时，其概率k表示为式(4)：
8.根据权利要求7所
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.考虑工序后移的资源协同调度方法，其特征在于，所述方法具体为：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序路径值：将复杂产品工艺树中各个工序的自身加工用时定义为紧前紧后约束工序之间的路径值，非紧前紧后工序的路径值按照最短路径算法叠加。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紧密衔接工序子串：具有唯一紧前紧后约束关系的工序串。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键路径：复杂产品工艺树中，路径值最大的紧密衔接子串。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最佳调度时刻：工序在对应设备上，在满足约束关系的前提下，可以最早开始加工的时刻。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述调度方法中建立的数学模型具体为：
7.根据权利要求1所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，丁雪莹，韩佳乐，江梓祎，郭佳宁，周芃玮，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：
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