[发明专利]一种带硬时间窗的刀具准时配送路径规划算法

说明书

本发明提供了一种带硬时间窗的刀具准时配送路径规划算法。首先，通过考虑工位的刀具需求可拆分，为工位每个工序安排配送时间窗，建立以工序平均满意度和配送车辆数为目标的优化函数，更准确的反映了车间刀具准时配送车辆路径中的实际情况，使基于此制定的配送方案更加可靠；然后，采用遗传算法进行模型求解，对搜索空间中的多个解进行评估，减少了传统优化算法容易陷入局部最优解的风险，采用概率的变迁规则来指导搜索方向，使得算法具有自学习性和自适应性。

技术领域

本发明属物流路径规划控制技术领域，具体涉及生产车间一种带硬时间窗的刀具准时配送路径规划算法。

背景技术

随着目前国内、外物流配送行业的兴起与发展，车间的物流配送相关技术的应用和发展受到越来越多地重视。刀具作为数控车间中一种极为重要的生产资源，其配送也是车间生产物流系统的重要组成部分，它和生产工艺过程是伴随企业内部生产过程的物流活动，刀具的准时、高效配送是生产稳定、高效运行的重要保障。

目前大多数离散制造企业，其生产车间的刀具配送路径技术比较原始、信息化程度还不高，绝大多企业的生产车间还未采用先进的智能化配送系统。在车间的刀具配送过程中，通常是配送人员根据生产作业排程将生产车间所需要的所有刀具在工位开工前配送到每个工位，这就导致了刀具在工位旁的积压。随着准时生产方式的提出，企业为了降低生产过程中刀具在工位旁积压造成的浪费，企业要求工序只在需要的时候，按需要的量，生产出所需要的产品。因此车间的刀具配送也应当是在工序加工需要的时候，才将工位需要的刀具配送到该工位。

车辆路径问题(Vehicle Routing Problem，VRP)是由Dantzig和Ramser于1959年首次提出的，通常的物流配送的车辆路径问题(VRP)的一般描述为：一定数量的客户，各自有不同数量的货物需求，配送中心向客户提供货物，由一个车队负责分送货物，组织适当的行车路线，目标是使得客户的需求得到满足，并能在一定的约束下达到诸如路程最短、成本最小、耗费时间最小的等目的。

但是车间刀具配送路径问题与大多数的社会物流VRP问题不一样，目前在车间刀具配送路径问题的研究中，多数都是直接套用属于社会物流VRP的数学模型，仅对算法进行改进，而忽略了实际的车间刀具配送过程。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带硬时间窗的刀具准时配送路径规划算法。通过对车间刀具配送过程进行梳理，对比车间刀具配送问题与一般VRP问题的不同点，考虑工位的刀具需求可拆分，为工位的每个工序添加服务硬时间窗，建立带硬时间窗的刀具准时配送路径规划的模型，该模型以工序平均满意度最高和配送车辆数量最小为优化目标，在约束条件中，考虑了时间窗，一次任务中每个工序只能由一个小车服务，每个工序所需的刀具类型、数量已知等，然后运用遗传算法对建立的模型进行求解。

一种带硬时间窗的刀具准时配送路径规划算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：已知刀具仓库中心中工位每个工序的开工时间和需求、每个工序的硬时间窗、闭合式车辆路径，且每个工序只有一辆车配送，按以下公式确定决策变量：

其中，x_ijk为表示工序之间的行驶顺序以及配送小车的变量，y_ik为表示工序由哪辆车配送的变量，i、j表示工序编号，i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N，N为工序总数，k表示车辆的编号，k＝1,2,…,K，K为车辆总数；

步骤2：分别按以下公式建立不等式约束：

t_id＜t_i＜t_iu (3)