[发明专利]一种用于电子产品在多工厂车间生产过程的优化调度方法

说明书

本发明涉及到一种用于电子产品在多工厂车间生产过程的优化调度方法，属于车间生产过程的智能优化调度领域。本发明以多个生产能力不同的工厂间合作生产电子产品的过程为调度模型和优化目标，针对该模型提出了混合免疫算法对其进行相应的优化；其中调度模型根据生产的电子产品在各个工厂中的不同设备上的加工时间来建立，优化目标为最小化最大完工时间。本发明可以在较短时间内对大批量的电子产品的生产提供更为合理的分配方案。

技术领域

本发明涉及到一种用于电子产品在多工厂车间生产过程的优化调度方法，属于多工厂的车间智能优化调度技术领域。

背景技术

目前全球竞争日益激烈，世界工厂的格局已初步形成。为提高企业竞争力，基于本地小规模快速设计与生产的分布式工厂生产模式已在多个行业内得到应用。在电子产品行业，由于不同工厂设备的新旧更替，各个工厂对电子产品的加工能力不同。在多工厂的生产过程中不仅仅需要考虑多个工厂的分配，还需要考虑工厂内部的柔性即工厂内部不同机器加工能力的不同。因此，对电子产品在多工厂的生产调度问题进行优化具有重要的研究意义。

在电子产品的生产过程中，因产品对生产工艺的要求单个工厂一般不能进行完全的加工，而对于一些基本的产品可以进行相应的生产。因此，就需要考虑电子产品在具有不同加工能力的工厂间进行加工，这就是典型的分布式异构并行机调度模型。与其他生产调度模型一样，分布式异构并行机调度问题的优化指标主要包括最大完工时间、拖期产品数、平均流经时间等，其中以最大完工时间(fitness) 使用最为广泛。分布式异构并行机调度问题属于NP-Complete问题，其解空间随问题规模的增大呈指数增长。因此，对分布式异构并行机调度问题求解算法的研究具有较高的理论价值，并可为多工厂间电子产品的生产调度安排提供切实指导。

由于电子产品生产过程的调度问题具有NP属性，采用传统的数学规划的方法不能在较短时间内实现对问题的求解。因此，本发明设计了混合免疫算法对该问题进行优化，可以在较短时间内对大批量的电子产品的生产提供更为合理的分配方案。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是在相对较少的时间内为大批量的电子产品提供合理的分配方案，让各个工厂的生产力得到合理的利用，从而实现节能降耗。为大批量电子产品在多个具有不同加工能力工厂间的生产提供一个最优的调度方案。

本发明的技术方案是：一种用于电子产品在多工厂车间生产过程的优化调度方法，在短时间内为大批量的电子产品在多工厂的生产提供一个分配方案，通过确定电子产品在多工厂间的生产确定调度方案，并设计混合免疫算法对其进行优化。其中的调度模型是根据不同电子产品在各个工厂的机器上的加工完成时间来建立，目标通过对调度方案的优化从而最小化其最大完工时间C_max(π)即fitness 值。

T_f,i为第f个工厂中第i台机器上加工的电子产品总数，i＝1,..,m为第f个工厂中第i台机器上加工电子产品的排序，为电子产品的加工时间，k＝1,..,T_k,i，为工厂f中第i台机器上的电子产品排列π^T(f,i)中第k个工件在该机器的加工完工时间，为电子产品与之间的设置时间，表示电子产品与的开始加工时间之差π^f＝ [π^T(f,1),π^T(f,2),…,π^T(f,m)]为工厂f中各机器上的电子产品的总排列。然后，可用式(1)计算分配到工厂f中第i台机器上的电子产品排列对应的最大完工时间如下：

其中，可由如下式(2)计算：

进而，可由式(2)计算工厂f各机器的最大完工时间

接下来，由式(4)计算所有工厂的最大完工时间：