[发明专利]一种智能车间的布局仿真优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种智能车间的布局仿真优化方法及装置，该方法包括：根据智能车间的初始参数、布局模型及对应的约束条件，获取当前布局参数；利用当前布局参数对智能车间的布局进行仿真建模，获取智能车间的当前仿真模型及对应的当前性能指标；根据当前性能指标，利用预设的智能搜索算法对当前布局参数进行局部调优，获取最优布局参数；本发明通过仿真计算数学模型难以准确描述的性能指标，可以确定对智能车间的布局对性能指标的影响；通过利用预设的智能搜索算法对当前布局参数进行局部调优，获取调优过程中最优的布局参数，进一步减少仿真优化的迭代次数，提高布局参数的优化效率，减少了智能车间的运输成本，从而降低了智能车间的生产成本。

技术领域

本发明涉及生产车间或制造系统规划布局领域，特别涉及一种智能车间的布局仿真优化方法及装置。

背景技术

车间设备布局规划是制造系统设计的重要环节，良好的车间布局可以提高企业整体效益，降低高达50％的生产运营费用。智能车间中大都是定制化的生产定单，意味着产品品种繁多、定单随机到达、不同产品之间存在工艺差异等；同时这类智能车间还包含自动化加工单元和自动化物流储运系统。经历了资源配置阶段后，智能车间的加工能力与物料储运能力已经初步达到平衡的状态。这时物料储运系统的布局结构、各个加工单元的位置，相应的上料与下料口的位置，以及存储单元的位置等，会对如制品平均运输时间的性能指标产生很大的影响，从而影响智能车间的运输成本。

现有技术中，传统的智能车间布局方法以综合物流强度最小为优化目标，即优化AGV(Automatic Guided Vehicle，自动导向车)负载路径总长度，在约束条件中并未考虑如制品平均运输时间和智能车间平均生产周期等性能指标，隐含假定了智能车间布局不会影响性能指标，或认为物流强度与性能指标强相关。因此，如何在智能车间的布局过程中对性能指标进行优化，减少智能车间的运输成本，从而降低智能车间的生产成本，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能车间的布局仿真优化方法及装置，以利用智能搜索算法对性能指标进行快速调优，提高了性能指标的优化速度，减少了智能车间的运输成本，从而降低了智能车间的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能车间的布局仿真优化方法，包括：

根据智能车间的初始参数、布局模型及对应的约束条件，获取当前布局参数；其中，所述初始参数包括所述智能车间的几何参数和产品及工艺参数；

利用所述当前布局参数对所述智能车间的布局进行仿真建模，获取所述智能车间的当前仿真模型及对应的当前性能指标；其中，所述当前性能指标包括制品平均运输时间、制品运输等待时间、制品平均拥堵时间、制品平均绕道距离、智能车间平均产出率和智能车间平均生产周期中至少一项；

根据所述当前性能指标，利用预设的智能搜索算法对所述当前布局参数进行局部调优，获取最优布局参数；其中，所述最优布局参数满足所述布局模型对应的约束条件。

可选的，当所述智能搜索算法为遗传算法时，所述根据所述当前性能指标，利用预设的智能搜索算法对所述当前布局参数进行局部调优，获取最优布局参数，包括：

将所述当前性能指标代入到所述遗传算法的适应度函数，计算获取当前适应度；

判断是否满足所述遗传算法的预设结束条件；

若是，则将数值最小或最大的所述当前适应度对应的当前布局参数作为所述最优布局参数；

若否，则对由所述当前布局参数组成的染色体进行遗传操作，获取下一布局参数，并将所述下一布局参数作为所述当前布局参数，执行所述利用所述当前布局参数对所述智能车间的布局进行仿真建模，获取所述智能车间的当前仿真模型及对应的当前性能指标的步骤。

可选的，所述布局模型具体为：