[发明专利]一种基于动态工序偏序关系表的复杂产品综合调度方法

说明书

本发明提出一种基于动态工序偏序关系表的复杂产品综合调度方法，所述方法设计了调度复杂产品的智能方法，主要分为四个部分。其中，编码部分设计了动态工序偏序关系表，便于后续遗传算子的设计；交叉部分设计了两点交叉法和多点交叉法；变异部分设计了基于动态工序偏序关系表的插入式变异法和混乱式变异法，并且都能保证所生成子代染色体的合法性；解码部分设计了基于插入的贪婪式解码方法。本发明所述方法可行性与优越性通过实验得以验证。

技术领域

本发明属于综合调度技术领域，特别是涉及一种基于动态工序偏序关系表的复杂产品综合调度方法。

背景技术

复杂产品的生产调度问题是一类典型的NP问题，到目前为止没有有效的算法能够终生获得最优解。随着社会经济的发展，人们对个性化定制型产品的需求逐渐增多。传统的车间调度算法出现了不足，特别是在调度树状复杂结构产品时，现有的元启发式算法、粒子群优化算法、遗传算法、人工蜂群算法、蛙跳算法、水草算法等虽然解决了大批量生产的流水车间调度问题以及多品种小批量生产的车间调度问题，但是针对解决存在约束条件的产品调度问题时，不仅割裂了产品内在生产与装配间的并行关系，而且还存在以下问题：1.因生产调度规模的不断增大而导致的求解时间有效性易受限的问题；2.因编码方法和进化算子的易失效性，导致的算法在综合调度中应用受限的问题；3.因不可行染色体的检测与修复工作，导致的计算量增加、算法运行效率降低的问题；4.编码方式多存在缺陷，容易遗漏最优解的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的技术问题，提出了一种基于动态工序偏序关系表的复杂产品综合调度方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种基于动态工序偏序关系表的复杂产品综合调度方法，

S1：建立动态工序偏序关系表

根据工艺加工树生成描述产品工艺加工树中各工序节点之间优先顺序关系的工序偏序关系图，根据工序偏序关系图建立动态工序偏序关系表，所述动态工序偏序关系表行为加工工序，列为偏序关系；所述动态工序偏序关系表中第i行第j列的元素值m_ij取值为0、1或-1；其中，0表示在工序偏序关系图中工序和偏序关系不相关，1表示在工序偏序关系图中工序是偏序关系的终点，-1表示在工序偏序关系图中工序是偏序关系的起点；

S2：基于动态工序偏序关系表进行染色体编码

采用基于工序的编码方式，通过识别动态工序偏序关系表，获取当前时刻的待调度工序集，随机确定某一可调度工序进行加工，即编码后染色体中基因位上的数字表示复杂产品的工序编号；

S3：交叉操作

采用两点交叉法或多点交叉法进行交叉操作，使得子代个体工序间满足顺序约束关系，并且子代个体能继承父代优良性状；

S4：变异操作

采用基于动态工序偏序关系表的插入式变异法或基于动态工序偏序关系表的混乱式变异法进行变异操作；经变异后所产生的子代不包含不可行解；

S5：解码操作

基于插入的贪婪式解码规则进行解码操作。

进一步地，所述动态工序偏序关系表建立的规则为：

(1)工序偏序关系图中每一条边关联两个工序节点，动态工序偏序关系表中的每一行只有两个非0元素，即-1和1，分别指明边的起点工序和终点工序；

(2)每一列中元素值为1的个数为工序偏序关系图中该列对应工序节点的入度，元素值为-1的个数为该列对应工序节点的初度；每个工序节点的初度为0或1，动态工序偏序关系表中每列中元素值-1最多只能出现一次；

(3)若在调度过程中，某一列中元素值全为0，则该列对应的工序已调度加工，即该工序处于已调度工序集；