【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车间调度，特别是涉及一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法。
技术介绍
1、随着经济的发展，制造业已成为国民经济的重要支柱。其中制造工厂和生产车间通常采用流水线生产方式，产品在不同机器之间流动，并按照一定的顺序逐步制造。这种生产方式通常能够简化物料流程，缩短生产时间，提高生产系统的灵活性，提高生产效率，降低生产成本，并实现产品的一致性和质量控制。然而，流水线制造也存在一些挑战，其中之一就是阻塞问题。
2、阻塞有两个主要原因：相邻机器之间缺乏缓冲区以及生产技术所规定的具体要求，如温度和材料特性。在这种受约束的环境中，当产品在当前机器上处理完成时，可能会遇到下游不可用的机器，导致已完成的产品保留在当前机器上，形成阻塞时间。这种布局的优点在于可以适应某些制造过程的要求，同时也引入了生产调度和效率优化的优势。随着生产线结构的优化和产品加工的需求，越来越多的行业采用阻塞流水车间生产模式，如化学工业、钢铁工业、汽车制造业等。
3、对于阻塞流水车间调度问题在现有的研究中，基于插入的邻域搜索操作通常被认为是获得高质量调度序列的方法。但是，在执行插入操作后对目标值的求解会导致大量的计算，耗费大量的优化调度时间，使得优化调度方法不能得到充分的利用，从而导致调度序列的不合理，可能会导致生产线出现空闲，增加生产时间，降低生产效率。可能会导致资源利用不充分或浪费，增加生产成本。还可能会导致某些工序的加工精度下降，影响产品质量。然而，很少有研究考虑到针对这一问题设计相应的快速评价方法来降低目标值求解的时间复杂度
4、基于上述分析，为了更好地解决在阻塞流水车间调度中计算总流经时间的快速评价问题，本专利技术挖掘隐性的问题特征，分析相邻工件的阻塞关系，定义了关键机器的概念，提出基于关键机器的插入加速准则。与传统的计算方式相比，本专利技术所提供的方法降低了计算的时间复杂度，大大缩短了计算时间，提高了计算效率充分挖掘优化调度方法的潜力，在相同的优化时间内能够对调度方案进行多次迭代优化，从而得到更加精准的调度方案，避免调度过程中的误差；能够高效的根据生产需求对车间任务进行调度优化，帮助企业提高生产效率；同时，优化后的调度方案可以降低物料和设备的闲置时间，提高了生产线的稳定性和可靠性，减少资源浪费，从而降低生产成本。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了基于关键机器的插入邻域快速评价方法，以阻塞流水车间为例，通过改进工件完工时间的计算方式，减少了目标值计算或评估的时间，提高车间调度的效率。
2、本专利技术提供了一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法描述如下：
3、在工厂中，从工件序列中移除一个工件，得到新的工件序列，尝试将工件插入到工件序列中所有个位置上得到个调度序列，计算个调度序列的总流经时间，最终选择总流经时间最小的调度序列，所有个调度序列的快速评价步骤如下；
4、步骤1：对于调度序列，正向计算得到所有工件的正向离开时间；
5、步骤2：对于调度序列，逆向计算得到所有工件的逆向离开时间；
6、步骤3.1：假设将工件插入到调度序列位置，则得到一个新的调度序列，在位置之前的工件的正向离开时间不受插入工件的影响；
7、步骤3.2：通过步骤1中正向离开时间计算工件在每台机器k上的正向离开时间，并结合步骤2中的逆向离开时间，得到工件<msub><mi>ω</mi><mrow><mi>[</mi><mi>pos</mi><mi>]</mi></mrow></msub>的关键机器；
8、步骤4.1：根据工件<msub><mi>ω</mi><mrow><mi>[</mi><mi>pos</mi><mi>]</mi></mrow></msub>的关键机器对位置之后的工件进行正向调度得到工件在最后一台机器上的完工时间和下一个位置工件的关键机器；
9、步骤4.2：根据工件的关键机器，计算工件最后一台机器上的完工时间，和下一个位置工件的关键机器，直到计算完最后一个工件在最后一台机器上的完工时间；
10、步骤5：根据所有工件在最后一台机器上的完工时间，得到调度序列的总流经时间；
11、重复步骤3.1，3.2，4.1，4.2，5直到所有的位置都被考虑。
12、进一步的，在步骤4.1中，在计算工件在机器上的离开时间时有如下定理可以减少计算量：
13、对于调度序列，假设前个工件正向调度，后个工件逆向调度，继续正向调度工件时，有，其中。
14、进一步的，在步骤4.1中，在计算下一个位置工件的关键机器时有如下定理可以减少计算量：
15、对于调度序列，假设前个工件正向调度，后个工件逆向调度，对于机器()，如果操作的逆向阻塞时间且 ()，则有；如果操作的逆向阻塞时间，则有；如果操作的逆向阻塞时间 ()，则对所有的()有。
16、本专利技术所提供的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，具有如下的技术效果：
17、方法层面：
18、(1)本专利技术挖掘隐性的问题特征，分析在插入工件时，问题约束对计算总流经时间目标过程中的影响，根据问题约束和目标的特性提出了新的加速计算方式；
19、(2)以阻塞流水车间为例，根据阻塞问题的特性，提出了新的定理用于计算工件的离开时间和关键机器的寻找，节省了计算量，快速得到总流经时间的目标值。
20、应用层面：
21、(1)与传统的计算方式相比，本专利技术所提供的方法降低了计算的时间复杂度，大大缩短了计算时间，提高了计算效率；
22、(2)在相同的优化时间内能够对调度方案进行多次迭代优化，充分挖掘优化调度方法的潜力从而得到更加精准的调度方案，避免调度过程中的误差；
23、(3)能够高效的根据生产需求对车间任务进行调度优化，帮助企业提高生产效率；
24、(4)优化后的调度方案可以降低物料和设备的闲置时间，提高了生产线的稳定性和可靠性，减少资源浪费，从而降低生产成本。
25、综上所述，本专利技术可以很好的解决调度问题中目标值的计算过程，能够为阻塞流水车间调度快速计算总流经时间提供良好的解决方案。
26、参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。
27、针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，根据问题的特性采用如下编号方式和所述关键机器：
3.根据权利要求2所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，采用所述编号方式和所述关键机器的快速评价方法具体描述如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，在步骤4.1中，在计算工件在机器上的离开时间时有如下规则减少计算量：
5.根据权利要求3所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征还在于，在步骤4.1中，在计算下一个位置工件的关键机器时有如下规则减少计算量：
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，所述关键机器满足下面的公式：
7.根据权利要求6所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征还在于，根据所述关键机器公式更快的得到工厂的最大完工
...【技术特征摘要】
1.一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，根据问题的特性采用如下编号方式和所述关键机器：
3.根据权利要求2所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，采用所述编号方式和所述关键机器的快速评价方法具体描述如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于关键机器的阻塞流水车间调度快速评价方法，其特征在于，在步骤4.1中，在计算工...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉亭，李寰，韩玉艳，王宇航，贾保先，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：
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