[发明专利]一种基于蚁群优化的瓷器煅烧工艺的加工调度方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷煅烧领域，具体地说是一种基于蚁群优化的瓷器煅烧工艺的加工调度方法。

背景技术

我国早在6000多年以前的新石器时代就产生了制陶技艺，特别是黄河流域出现了龙口文化、马家窑文化、仰韶文化。我国陶瓷工艺发展至今，技术改进巨大，对能源的消耗和环境的污染也越来越恶劣。陶瓷行业一直被国家环保部门公认为是高能耗、高污染行业，惩罚性税收达69.7％，很多企业在都在减少能耗上面临着巨大的危机。陶瓷工艺的主要能耗产生在煅烧阶段，煅烧是将形状体积大小不一的瓷坯放在窑(气窑、电窑)里，于空气中进行高温(800摄氏度以上)的、长时间(15小时以上)的持续热处理过程。在这个过程中，窑的容量一定，而每个瓷坯的体积大小不定，不同的分批方案可以得到不同的煅烧时间，以往企业大多没有找到一个合理的分批方案，因此导致瓷器煅烧中产生了较大的能耗，煅烧成本居高不下，煅烧时间长，加工效率也低，无形中增加了企业的生产成本，也对环境造成了不小的污染。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种基于蚁群优化的瓷器煅烧工艺的加工调度方法，以期能缩短煅烧时间，提高煅烧效率，从而降低制造成本，节约能源消耗，并减少环境污染。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于蚁群优化的瓷器煅烧工艺的加工调度方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、将瓷器煅烧工艺中的所有瓷坯记为集合H＝{h₁,h₂,…,h_y,…,h_n}；h_y表示第y个瓷坯；则第i个瓷坯的尺寸记为s_i；第y个瓷坯的加工时间记为t_y；1≤y≤n；将瓷器煅烧工艺中的窑炉尺寸记为S；将同一时刻加入窑炉中进行煅烧的所有瓷坯记为一个批次；

步骤2、将所述瓷坯集合H中的尺寸相同的瓷坯分为一类，并按照加工时间将同一类中的瓷坯进行降序排序，从而获得a个分类；记为W＝{w₁,w₂,…,w_z,…,w_a}，w_z表示第z个分类；所述第z个分类w_z中的瓷坯总数记为f_z；

步骤3、初始化蚁群算法的各个参数，包括：m表示第m只蚂蚁，并初始化m＝1；M表示蚂蚁总数、L表示迭代次数，并初始化L＝1；L_max表示最大迭代次数；

步骤4、定义变量为k，并初始化k＝1；定义第y个瓷坯的标识符为flag_y，并初始化flag_y＝0；

步骤5、创建第L次迭代的第m只蚂蚁的第k个批次和与其对应的第k个候选表并使得第L次迭代的第m只蚂蚁能将所述n个瓷坯分配到不同个批次中进行煅烧；并计算第L次迭代的第m只蚂蚁分配完有批次进行煅烧的煅烧时间之和

步骤6、将m+1赋值给m，并返回步骤5执行，直到m＝M为止，从而获得第L次迭代的所有M只蚂蚁的所有批次的煅烧时间之和集合

步骤7、从所述煅烧时间之和集合中选取最小值作为第L次迭代的局部最优解，记为π_L；

步骤8、利用式(1)更新第L次迭代的第i个候选瓷坯h′_i和第j个已加入到第k个批次中的候选瓷坯h′_j之间的信息素τ_ij(L)，从而获得第L+1次迭代的信息素τ_ij(L+1)：