[发明专利]一种高效的航空发动机装配车间调度系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天领域，具体地，涉及一种高效的航空发动机装配车间调度系统。

背景技术

航空发动机的装配过程是航空发动机的整个生产过程的最后一道工序，同时也是最重要的一道工序，在发动机的整个生产过程中具有十分重要的作用。对航空发动机装配车间的调度问题进行研究具有很重要的意义：既可以利用现有的调度算法对其进行优化调度，推进调度算法的应用，又可以提高企业的生产管理水平和发动机的装配质量。

对于航空发动机装配车间来说，调度系统的主要目的在于能够根据车间的状态信息，提供最优化的装配加工方案，提高企业的生产效率和发动机的装配质量，给企业带来最大化的经济效益。目前，已有不少调度算法在航空发动机装配过程中得到了应用，但仍存在着算法求解速度较慢，调度结果非最优的问题。

发明内容

为了克服目前航空发动机装配调度系统实时性较差、调度结果往往非最优的不足，本发明提出了一种高效的航空发动机装配车间调度系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效的航空发动机装配车间调度系统，该系统由信息输入模块、方案初始化模块、方案寻优模块和调度方案输出模块组成。四个模块依次连接，以信息输入模块、方案初始化模块、方案寻优模块和调度方案输出模块的顺序进行数据传输。该系统应用基于变邻域搜索算法的群智能优化方法，生成最优调度方案，系统运行具体包括以下几个步骤：

1)已知需要装配n台发动机，发动机可以记做集合J＝{1,2,…,n}，每个发动机需要完成k道工序才能完成装配，每道装配工序i由m_i个工人同时进行操作，i＝1,2,…,k，将每台发动机的装配过程视作k个工序的一个序列，每台发动机必须按照工序顺序进行装配，只有在上一道工序装配完成后才能进行下一道工序的装配。一台发动机中的每道工序都需要一人或多人同时连续地装配一段时间。用size_ij与p_ij表示发动机j在第i道工序所需的工人数量与装配时间；i＝1,2,…,k，j∈J。已知size和p矩阵，上传至信息输入模块。

2)参数设置，种群个体数N、最大迭代次数t_max、随机参数α、个体吸引力β₀、介质吸收率γ；其中令N＝20，t_max＝500，α＝0.5，β₀＝0.2，γ＝1。

3)种群个体初始化。

生成种群X＝(x₁,x₂,…,x_N)，种群中的第s个个体x_s＝(x_s1,…,x_sn)，，x_sj为0～n之间的实数，s∈{1,2,…,N}，j∈{1,2,…,n}。由于个体x_s的坐标是连续的实数，而装配序列是离散的整数序列，用最小排序方法将连续坐标转化为装配序列，即将个体x_s＝(x_s1,…,x_sn)的各个维度从小到大排序，排序的序号构成的整数序列作为第一道工序的装配序列π₁。

4)计算每个个体对应的总装配完成时间C_max。

萤火虫算法的目标函数为序列对应的总装配完成时间C_max。本发明基于先到先得的原则，根据各发动机前一道工序的装配完成时间顺序构造下一道工序的装配序列，然后根据一定规则对生成的装配序列进行适当调整，灵活地进行装配排序，减少装配过程的空闲时间，最终得到最优的调度方案及总装配完成时间C_max。

4.1)i＝1时，根据构造出第1道工序的调度方案。其中h∈J，π₁(h)表示序列π₁中第h个元素对应的发动机，表示第π₁(h)个发动机在第1道工序所需的工人数量。

4.2)将各发动机第i道工序的装配完成时间进行非递减顺序排序，得到第i+1道工序的装配序列π_i+1。对于任意的π_i(h)和π_i(l)，h,l∈J，当且h<l时，进行π_i+1排序时假定

4.3)令j＝1，根据适当规则调整序列π_i+1中第j和j+1个发动机的次序。