[发明专利]一种考虑运输能力受限的跨单元工件生产路径搜索方法

权利要求书

1.一种考虑运输能力受限的跨单元工件生产路径搜索方法，包括以下步骤：

基于两阶段蚁群优化算法和生产约束，分别构造工序分派、工序排序和跨单元运输的信息素结构；

每只蚂蚁以初始化条件或更新后的信息素为基础，忽略跨单元运输能力受限的情况，对生产路径进行预搜索，得到每个工序的期望到达时间以及假定运输能力充足时的工件加工路径；

将各个工序的理想开始时间设为该工序的期望到达时间，考虑跨单元运输能力，采用使加工适应运输的工序排序修复机制对预搜索的工序排序结果进行工序排序修复，运用预搜索中的期望到达时间构建一种运输和加工协同判断机制，确定生产过程中运输工具需装载的工件及其运输顺序，执行生产路径重搜索，得到该蚂蚁搜索到的最终生产路径；

在各个蚂蚁均搜索生产路径后，利用性能最优的一个或多个解，更新信息素，返回生产路径预搜索步骤，执行迭代操作；

若连续若干次最优解未更新，或迭代次数到达上限，输出最终得到的最优解，作为近优生产路径。

2.如权利要求1所述的考虑运输能力受限的跨单元工件生产路径搜索方法，其特征在于，在生产路径预搜索步骤中，假定运输能力充足，针对工序分派、工序排序，分别设计启发式信息，搜索并获得每只蚂蚁的工件加工路径，其中工序分派的启发式信息为

其中m’表示加工工件i的上一道工序的机器(若o_i,j为工件i的第一道工序，则m＝m')，TT_m,m'为从机器m所在单元到机器m’所在单元的转移距离(若机器m和机器m’在同一单元则TT_m,m'＝0)，p_i,j,m为工序o_i,j在机器m上的加工时间(p_i,j,m＝0表示o_i,j不能在机器m上加工)，在进行工序分派时，以较大概率将同一个工件的工序安排在同一个单元内进行加工；

工序排序启发式信息为

其中，O_i为工件i的工序总数，j为工件当前等待加工的工序索引。

3.如权利要求1所述的考虑运输能力受限的跨单元工件生产路径搜索方法，其特征在于，所述生产路径重搜索步骤包括：

采用预搜索的工序分派结果对工件进行分派；

当机器空闲时，在根据预搜索的工序排序结果对工序进行排序前，考虑跨单元运输能力对工件到达时间的影响，进行工序排序修复，调整预搜索的工序排序结果，并重新进行工序排序；

当运输工具空闲时，确定生产过程中运输工具需装载的工件及其运输顺序；

根据重新确定的运输工具需装载的工件及其运输顺序，对后续工序的期望到达时间进行动态更新；

若还有未完成的工序，则继续等待机器或小车空闲；

当所有工序均已加工完成时，得到该蚂蚁在该次迭代搜索到的生产路径。

4.如权利要求3所述的考虑运输能力受限的跨单元工件生产路径搜索方法，其特征在于，当运输工具空闲时，利用如下式的运输收益函数，对可转移工件集的工件进行运输策略搜索，

其中，TB_i,j表示以TA_i,j为自变量的运输收益，TA_i,j表示工件i到达给定的工序o_i,j所在的加工单元c的时间，TB_max为固定常数，c为当前时间，s为o_i,j的期望到达时间，d为TA_i,j的上限，

所述运输收益函数用来评估每个工件的实际到达时间与期望到达时间之间的差异。

5.如权利要求3所述的考虑运输能力受限的跨单元工件生产路径搜索方法，其特征在于根据以下条件进行工序排序修复：

当存在空闲机器m，设工序o_i,j和工序o_i',j'分别为机器m上按照预搜索结果，接下来顺次加工的两道工序，若满足下列条件，则交换o_i,j和o_i',j'的加工顺序：

(1)工序o_i',j'所属的工件i’已到达机器m所在单元；

(2)假设o_i',j'先加工，则其可在工序o_i,j所属的工件i到达之前完成。