[发明专利]一种存在准备时间的多品种生产分批调度方法

说明书

本发明公开一种存在准备时间的多品种生产分批调度方法，属于车间调度技术领域。包括建立存在准备时间的多品种生产分批调度算法模型并初始化参数；确定各工件的初始分批方案；对确定的工件分批方案进行调度；对为调度工件中所需加工时间长的工件优先调度；批次选择设备按照最先空闲产线优先，加工工件品种少的产线优先；完成所有工件的调度，获得本次调度方案；对不符合调度要求的方案进行重新分批后再调度；进行反复分批调度运算，输出最优分批调度结果。本发明方法能够大幅缩短整个车间生产周期，平衡各产线间利用率，提高生产效率，实现对存在准备时间的多品种生产调度的优化。

技术领域

本发明属于离散型加工车间智能调度领域，具体涉及一种存在准备时间的多品种生产分批调度方法。

背景技术

随着生产技术的不断发展和响应市场需求的要求不断提高，制造业已经逐步采用智能化的生产方式替代过去传统低效率的人工管理方式。基于智能化的车间管理，能够极大提高车间生产效率、自动化水平、控制能力和生产线的稳定可靠性。但大量传统制造业的加工车间管控系统智能化水平仍较低，无法对车间运行情况进行有效监控。车间内的调度计划大多依靠现场管理人员的经验进行生产调度，人为地导致生产安排不合理，各产线加工负载不平衡，生产调度计划变更频繁。

通过恰当的工件批量划分策略，将所需加工工件分成若干个批次，批次即为实现调度的基本单位，再通过恰当的方式将所分割的各个加工批次进行对应生产线的选择与排序，即被称为一种分批调度策略。关于类似调度问题的研究始于20世纪50年代，在1954年Johnson对两台机床F1Qw-Shop型调度问题进行了研究后，提出了解决n/2/F/Cmax和部分特殊n/3/F/Cmax问题的优化算法，代表了调度理论研究的开始。

近年来，研究人员更加注重实际生产的需要。在分批调度方面，2010年白俊杰和龚毅光等曾提出一种新的基于“游标”的动态批量分割方法，并且采用了融合批量分割和加工工序的编码方式，使得算法不仅能够根据机器负荷对工件分批，而且子批的加工顺序得到优化。但该批量分割方法游标的位置是随机的，导致批量大小不可控制。在2010年，华中科技大学的李峥峰对汽车冲压生产过程中的多种时间因素进行分析和研究，建立了作业车间生产过程的时间模型，以最大完工时间为优化目标，对多种时间因素经典作业车间的调度问题进行优化建模和理论分析，并给出其遗传求解算法。2013年，华东理工大学的张伟研究了汽车零部件作业车间调度的问题，以最小化完工时间为优化目标，采用遗传算法和禁忌搜索算法相结合的混合算法进行研究验证。

在现有的车间调度技术中，特别是在实际应用型的调度技术中，对待加工工件都没有采用批量划分技术，或者对各批次的划分是随机进行的。对于大批量的生产车间而言，合理批量划分能够保证生产线负载平衡，极大地提高车间生产效率，但过大的批量划分易造成个别机床生产负荷过重、车间生产周期增大，过小的批量划分则会造成机床调整时间增加、生产管理难度增加。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种存在准备时间的多品种生产分批调度方法，该方法通过对车间计划生产量采用批量划分策略进行分批，运用单批次最长完工时间工件优先分配最先空闲产线的原则进行调度，从而实现了车间各产线的负载均衡化，缩短了工件加工周期，提高了车间生产效率，减小了企业制造成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案包含以下内容：

一种存在准备时间的多品种生产分批调度方法，其特点是：通过批量划分策略不断优化批量划分方案，并通过单批次最长完工时间工件优先分配最先空闲产线的原则进行调度，为各批次选择其对应的生产线，以及各批次的加工顺序。通过该调度算法，将实现车间总完工时间最小化的目标。具体步骤如下：

步骤1，建立如下数学模型：

目标函数：

f＝minT (1)

T＝maxT_l (2)