[发明专利]一种具有切换时间的成套订单的调度方法

权利要求书

1.一种具有切换时间的成套订单的调度方法，其特征在于，该调度方法包括以下步骤：

a)建立具有切换时间的成套订单调度问题的数学模型：

设定具有可分离序列相关切换时间的作业车间环境——n个待加工的工件要经历m台加工机器的加工，每个工件的加工顺序已经确定，每个工件在一个阶段只需在一台加工机器上加工即可；在任意时刻，每台加工机器最多加工一个工件，每个工件在某一时刻只能被一台加工机器加工；工件不存在优先级约束；任意工件的任意工序在加工前对应的加工机器都有一个固定的切换时间，

定义符号变量：

w_h-订单h的权值；

-订单h内的第i个工件；

-工件的完工时间；

-工件的要求交货时间；

-订单h内的第i个工件的第j道工序；

O-总工序集

-工序的加工机器；

-工序的加工时间；

-工序的完工时间；

-工序和之间的切换时间，其中和为在同一台加工机器上相邻加工的工序；

优化目标表示为：

其中x_h是决策变量，表示如下：

约束条件如下

h,o＝1,2,...,H；

i＝1,2,...,n_h；p＝1,2,...,n_o；

其中，n_h表示第h个订单中的工件数量，n_o表示第o个订单中的工件数量，表示第h个订单中第i个工件的工序数量，表示第o个订单中第p个工件的工序数量；

其中，和是同一工件的两道工序，和是同一台加工机器上相邻的前后加工的工序对，和是决策变量，表示如下：

上述关系式(1)是成套订单调度问题的目标函数即加权订单成套率，它与订单h的权值w_h和订单成套系数x_h有关；关系式(2)表示订单成套系数x_h和订单内工件完工时间相关，若每个工件按时完工则该订单成套；约束关系式(3)是工件工序前后顺序约束，说明工件在某一时刻只能加工一道工序；约束关系式(4)是机器非堵塞约束，说明一台加工机器只能同时加工一道工序；及约束关系式(5)定义各符号的取值范围；

b)根据建立的上述数学模型，利用带邻域结构的人工蜂群算法进行计算：

步骤b1：输入工件数量、加工机器数量、工序数量以及每个工件在每道工序、每台加工机器上的加工时间；设置种群规模N_pop、邻域搜索代数N_ls、未改进代数上限limit；

步骤b2：依据编码方案，初始化种群；

步骤b3：采用半主动解码方式，对编码进行解码，得到个体的适应度值；

步骤b4：寻找并占领优质蜜源，与跟随蜂分享蜜源信息，设计特定的进化代数对雇佣蜂种群个体使用邻域搜索策略，其余代数采用雇佣蜂之间的交叉策略；

步骤b5：选择一个雇佣蜂并跟随所选择的雇佣蜂采蜜；

步骤b6：判断雇佣蜂的个体改进的次数；

步骤b7：当子代出现比当前雇佣蜂好的个体时，替换所述当前雇佣蜂个体；

步骤b8：若未达到终止条件，则返回步骤b4继续优化。

2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，上述步骤b2的编码方案采用基于工序的编码，所述作业车间环境包括n个工件、m台加工机器，一个可行解长度为n×m，该数字n代表工件号，每个数字出现m次，当前出现的次数代表当前数字所表示工件的对应工序。

3.根据权利要求2所述的调度方法，其特征在于，上述步骤b3的半主动解码方式中，普通作业车间针对一个解进行解码时，需要依次计算每道工序的开始和结束时间直到解码完成，且解码时需要考虑同机相邻工序间的切换时间，对一个解中的任意工序O_ij，它的同机紧前工序M_P[O_ij]的结束时间与切换时间的和记为C_MP+T_setup，同件紧前工序J_P[O_ij]的结束时间记为C_JP，则工序O_ij的开始时间是