[发明专利]一种基于鲸鱼算法的柔性作业车间制造资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于鲸鱼算法的柔性作业车间制造资源分配方法，首先构建车间制造资源分配问题模型：包括车间制造资源分配问题描述、模型假设，然后建立车间制造资源分配问题的目标函数与鲸鱼算法适应度值函数之间的映射关系，即将目标函数直接作为适应度函数并随机生成车间制造资源的初始分配解集；计算分配解集中所有个体的适应度函数，找到并保存最优解S^*；直接将分配解集作为鲸鱼算法的初始种群，保留最优解S^*和其对应的鲸鱼个体X^*，并对鲸鱼算法的参数初始化；判断是否满足算法的终止条件，最后输出最优解S^*及其对应的适应度函数E，本发明解决了现有技术中存在的柔性作业车间制造资源难以合理分配的问题。

技术领域

本发明属于作业调度技术领域，具体涉及一种基于鲸鱼算法的柔性作业车间制造资源分配方法。

背景技术

在目前的柔性作业车间调度问题上，很少考虑在大多数产品制造中，工艺工序都已确定的情况，而合理分配制造资源，使总成本最低才是企业的最终目标，现在的制造业迫切地需要解决作业车间制造资源分配问题，以便更好地指导生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于鲸鱼算法的柔性作业车间制造资源分配方法，解决了现有技术中存在的柔性作业车间制造资源难以合理分配的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于鲸鱼算法的柔性作业车间制造资源分配方法，具体按照下步骤实施：

步骤1、构建车间制造资源分配问题模型：包括车间制造资源分配问题描述、模型假设；

步骤2、定义适应度函数：建立车间制造资源分配问题的目标函数与鲸鱼算法适应度值函数之间的映射关系，即将目标函数直接作为适应度函数；

步骤3、随机生成车间制造资源的初始分配解集；

步骤4、计算分配解集中所有个体的适应度函数，找到并保存最优解S^*；

步骤5、直接将分配解集作为鲸鱼算法的初始种群，保留最优解S^*和其对应的鲸鱼个体X^*，并对鲸鱼算法的参数初始化；

步骤6、判断是否满足算法的终止条件，若不满足，用鲸鱼算法对所有种群个体进行迭代更新，将更新后的鲸鱼种群通过取整取正的方式转换为分配解集，然后执行步骤4；若满足，则执行步骤7；

步骤7、输出最优解S^*，及其对应的适应度函数E。

本发明的特点还在于，

步骤1中车间制造资源分配问题描述具体如下：

假设车间有M台设备，每台设备为M_m，m＝1,2...,M，有P类产品需要加工，每类产品P_i的需求量为D_i，i＝1,2...,P，产品P_i共需要经过n_i道工序，i＝1， 2，…，P，产品的每道工序O_ij能够在多台不同的设备中的一台加工，其中， i＝1，2，…，P；j＝1，2，…,n_i，资源分配的目的为在加工过程满足资源能力约束等约束条件的前提下，以设备加工成本和外协成本总成本最小化为目标，确定每类产品每道工序在每台设备上的生产量、每类产品每道工序的外协量以及每道工序的加工设备。

步骤1中模型假设具体如下：

各产品的需求已知，各产品的工序顺序确定，不同产品的工序之间没有先后约束；

设备均能够加工多种工序，不同设备加工某工序的时间及成本不同；

每道工序都能够自制或者外协，且不存在拖期和库存，自制和外协共同满足需求量。