[发明专利]一种两阶段装配流水车间调度方法

说明书

本发明属于车间调度技术领域，具体的说是一种两阶段装配流水车间调度方法。该方法包括以下步骤：步骤一、建立不同交货期窗口约束下的两阶段装配流水车间调度的目标函数；步骤二、确定调度过程的约束条件；步骤三、采用基于细胞受体的人工免疫系统算法求解所述目标函数，经过迭代运算，将满足停止条件的解解码后作为最终的调度方案。本发明是一种基于细胞受体的人工免疫系统算法获得工作加工最优调度的两阶段装配流水车间调度方法，解决了现有技术在求解不同交货期窗口约束下的两阶段装配流水车间调度问题时无法求解大规模问题、收敛精度低、收敛速度慢的问题。

技术领域

本发明属于车间调度技术领域，具体的说是一种两阶段装配流水车间调度方法。

背景技术

两阶段装配流水车间调度问题(Two-stage Assembly Flowshop SchedulingProblem,TSAFSP)是一种车间调度问题，广泛存在于各种生产过程中，如计算机制造和消防车生产等。经典TSAFSP包括制造与装配两个阶段，其中制造阶段有m台并行同速机，装配阶段只有一台装配机。一个工件的加工工艺包含m+1项操作，其中m项操作在制造阶段进行，而后经过装配操作将零部件组装成最终工件。当制造阶段机器的数量为2时，该问题就被证实为NP-hard问题，所以TSAFSP是一个NP-hard问题。经典TSAFSP调度问题对实际问题做了较大的简化，然而实际生产环境要复杂的多，出于理论研究和工程实际的需要，研究者提出了各种TSAFSP调度问题模型进行研究。首先，制造阶段每项操作加工处理的零件可以是多个同类型的零件，如果将每项操作理解为一个批次的话，每项操作可以拆分为多个小的批次，并在不同的并行同速机上进行加工，这更贴近实际生产情况。其次，由于零件类型的不同及拆分的处理，准备时间应当从加工时间中分离出来，在每项操作前都会有相应的准备时间。另外，之前大多数的研究成果在考虑工件交货期约束时，将其视为一个时间点。然而，在制造业生产中，工作更倾向于被要求在一个时间窗口内完成。工作早于这个时间窗口的起始时间完工的话，会产生库存成本；而晚于这个时间窗口结束时间完工的话，会产生延迟费。如何综合考虑上述实际生产因素，科学地制定车间调度方案，对于降低生产管理成本、提高机器利用率、和满足客户个性化的收货时间窗需求起着至关重要的作用。

两阶段装配流水车间调度方法的研究最初主要应用动态规划、分支定界等精确算法，但这些方法通常计算时间较长，不适用于求解大规模问题。今年来，随着计算智能方法的发展，越来越多的智能优化算法，如变领域搜索算法(International Journal ofProduction Research,2014,52(19):5626-5639)、粒子群优化算法(Computers&Operations Research,2009,36(9):2682-2689)、模拟退火算法(Advances inEngineering Software,2010,41(10):1238-1243)被应用于求解两阶段装配流水车间调度问题。但这些算法由于收敛能力不足，对于上述更接近实际环境的两阶段装配流水车间问题，不能在规定的时间内求得满意解。

发明内容

本发明提供了一种基于细胞受体的人工免疫系统算法(RAIS)获得工作加工最优调度的两阶段装配流水车间调度方法，解决了现有技术在求解不同交货期窗口约束下的两阶段装配流水车间调度问题时无法求解大规模问题、收敛精度低、收敛速度慢的问题。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种两阶段装配流水车间调度方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、建立不同交货期窗口约束下的两阶段装配流水车间调度的目标函数；

步骤二、确定调度过程的约束条件；

步骤三、采用基于细胞受体的人工免疫系统算法即RAIS算法求解所述目标函数，经过迭代运算，将满足停止条件的解解码后作为最终的调度方案。

步骤一中所述的目标函数如下：