[发明专利]一种车间布局优化方法

说明书

本发明提供一种车间布局优化方法控制方法，应用于车间布局优化技术领域，所述方法包括：构成设备单元的决策变量矩阵；构建车间物流成本所对应的成本函数、车间内总搬运时间函数；根据所述成本函数、所述总搬运时间函数，构建间布局的总和目标函数；采用实数编码的方式，分别对设备单元的序列符号和设备单元净间距进行编码；设置所述目标函数的倒数为车间布局的适应度函数、设定进化次数；随机产生N个初设设备单元的排列序列及设备单元净间距组成初始种群；遗传操作过程；自适应遗传算法的交叉率P_c和变异率P_m，获得车间布局的最优解。应用本发明实施例，通过建立数学模型时同时考虑物料搬运成本及搬运时间两个因素，使布置方案更合理。

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，特别是涉及一种车间布局优化方法。

背景技术

设备布局问题是现代制造业面临的一个非常重要的问题，为了全面的提高现代机械制造技术水平，提高机械产业的整体竞争力，降低车间内生产制造的生产成本，就需要合理的利用车间内的生产资源。

现有的大型关重件生产车间一般具有以下特点：1.通常为单件小批量生产；2.每个工件的每道工序所需加工时间较长，加工设备不唯一；3.工件的体积较大；4.生产过程中的物流、信息流复杂,控制较为困难。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车间布局优化方法，旨在通过建立数学模型时同时考虑物料搬运成本及搬运时间两个因素，使布置方案更合理。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车间布局优化方法，其特征在于，所述方法包括：

根据设备单元的目标个数、所述目标个数个设备单元所分布的行数，构成设备单元的决策变量矩阵；

构建车间物流成本所对应的成本函数、车间内总搬运时间函数；

根据所述成本函数、所述总搬运时间函数，构建间布局的总和目标函数；

采用实数编码的方式，分别对设备单元的序列符号和设备单元净间距进行编码；

设置所述目标函数的倒数为车间布局的适应度函数、设定进化次数；

随机产生N个初设设备单元的排列序列及设备单元净间距组成初始种群；

遗传操作过程包括：

选择运算：采用轮盘赌选择法进行选择运算；

交叉运算：对于设备单元排列顺序采用部分匹配交叉算法，对于净间距，采用算数交叉的方法；

变异运算：采用互换变异法对净间距进行变异操作；

自适应遗传算法的交叉率P_c和变异率P_m随适应度函数值进行自动改变，获得车间布局的最优解；

其中，

f_max表示群体中最大的适应度值，f_avg为每代群体的平均适应度值，f′表示交叉的两个个体中较大的适应度值，f表示将要变异的个体的适应度值；

通过自适应遗传算法进行计算，当算法中最优个体的适应度达到给定的阈值，或者最优个体的适应度和群体适应度不再上升或趋于稳定，或者迭代次数达到预设的代数时，算法终止，最优个体即为最优解。

本发明的一种实现方式中，当设备单元i所对应的决策变量值Z_ik为1时，表示该设备单元在k行，否则，决策变量值Z_ik为0。

本发明的一种实现方式中，每个设备单元均布置在一个位置上，且每行最多布置的设备单元数量小于预设数量。