[发明专利]一种生产线工序编排及平衡控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制与信息技术领域，更具体地说，涉及一种生产线工序编排及平衡控制方法。

背景技术

生产线例如服装生产线是由一些操作员、一列工序、一些不同类型的机器以及一些工作站组成。一条生产线中工作站的数量是由生产线中所利用的机器数量确定的,一般情况下，一个操作员可以利用一台机器生产多道工序，这种现象称为工序切换。相应地，一个操作员需要两种不同的机器来生产两道工序，这种现象称之为机器切换。在某些情形下，机器切换和工序切换可能会同时发生。在生产前工序编排及生产过程中生产线平衡的主要问题,就是把确切数目的操作员分配到每道工序或者把确切数目的工序分给每个操作员，从而使得在不违背生产线基本原则的情形下，达到整条生产线最优性能目标。

然而，目前的生产线工序编排及生产线平衡控制的任务主要取决于生产管理者或工业工程师的主观评估和经验，而没有对生产信息和操作员效率等进行科学全面的分析，使得的性能指标不够优化。尤其在目前的服装行业，服装生产线的工序编排及生产线平衡控制问题，通常涉及多个性能指标特征，而目前的工序编排方法通常不能使这些性能指标特征达到一致性和最优化。

因此，目前缺乏科学、系统的技术或方法来提供优化的生产线工序编排及生产线平衡控制的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有生产线工序编排及平衡控制方法的性能指标不够优化的缺陷，提供一种结合差分进化算法和离散事件仿真方法获得最优解的生产线工序编排及平衡控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种生产线工序编排及平衡控制方法，包括以下步骤：

S1、初始化函数步骤：根据生产线参数初始化差分进化算法函数，其中差分进化算法函数的染色体给定长度为n*n₁，n₁为操作员数量，n为一个操作员在一个生产订单中所能拥有的最大工序量；

S2、初始化个体和种群步骤：根据生产线约束条件基于离散数值编码生成由给定长度n*n₁的染色体组成的个体，并根据性能指标函数计算个体的总效用值并利用离散事件仿真方法来评价其性能指标，以将每个个体放到种群中得到初始种群；

S3、迭代步骤：利用差分进化算法通过变异、交叉和选择操作反复迭代，得到最优解作为工序编排及平衡控制最优解；其中在选择操作中根据性能指标总效用函数计算个体的总效用值并利用离散事件仿真方法来评价其性能指标，以将每个产生的新个体放到种群中。

在根据本发明所述的生产线工序编排及平衡控制方法中，所述步骤S2和步骤S3中所述根据性能指标总效用函数计算个体的总效用值的步骤通过以下公式计算所述总效用值

在处的值定义成：

其中ω₁,ω₂,…,ω_n4分别是取值于[0,1]之间U₁(f₁(x)),U₂(f₂(x)),…,以及的权重并且U₁(f₁(x)),U₂(f₂(x)),…,和是通过以下公式获得的映射0与1之间的各个性能指标函数的效用值：

其中p_i是性能指标函数f_i在解处的测量值，a,b,c,和u是U_i中的参数；是生产线中第i个性能指标函数在解处的值，1≤i≤n₄，n₄表示性能指标函数的数量；

其中，假设生产线工序编排及平衡控制中的指标函数是由n₄个需要被最小化的性能指标组成，表达为如下形式：

其中为生产线约束条件的限制函数，m是生产线约束条件的个数。

在根据本发明所述的生产线工序编排及平衡控制方法中，所述步骤S2将每个个体放到种群以及步骤S3中将每个产生的新个体放到种群中的步骤包括以下具体步骤以将待分类个体放入种群的p_po部分或者p_so部分：

1）根据性能指标总效用函数计算个体的总效用值并利用离散事件仿真方法来评价其性能指标；

2）检查待分类个体是否受制于种群的p_po部分中至少一个点，如果是，将待分类个体放入种群的p_so部分并跳到5），否则继续；