[发明专利]一种基于柔性化调度的排程优化方法

权利要求书

1.一种基于柔性化调度的排程优化方法，其特征在于：包括下述步骤：

S1.将客户订单在基于时间分解法的基础上，将涉及到产品工期、交货期和当前日期三个因子的CR值作为粒子群的寻找最优解的收敛公式；

S2.将优化后的粒子群嵌入基于工序分解法和基于数学模型结构分解法的人工免疫算法中，将粒子群生成解的过程作为人工免疫算法识别抗原，产生抗体的过程，得出一个初始生产排程序列；

S3.建立多目标优化模型，对初始生产排程序列的性能做评测；

S4.利用不同类型的工件在各工序上的生产时间和对应的设备数量计算出生产瓶颈工序和最高效率工序；

S5.匹配出瓶颈工序和最高效率工序互补的产品型号，结合人工免疫的变异功能对原有的解进行变异，生成多个排程序列；

S6.将多目标优化模型作为人工免疫算法的浓度调节机制，对多个排程序列计算其亲和度，从而对解进行筛选，最终生成最优的排程序列。

2.根据权利要求1所述的基于柔性化调度的排程优化方法，其特征在于：所述步骤S3中，建立的多目标优化模型的约束条件为：(1)同一工件的工序之间有先后约束；(2)不同工件的工序之间没有先后约束；(3)每道工序在某一时刻只能在一台设备加工，并且在加工期间不可以被中断；(4)任意时刻任意台设备最多只能加工一道工序；(5)不同工件之间其截止时间越早优先级越高；(6)除产能限制之外，其它资源没有限制，原材料供应商能保证充分供应。

3.根据权利要求1所述的基于柔性化调度的排程优化方法，其特征在于：所述步骤S3中，多目标优化模型涉及订单种类、订单数量、生产工序、设备类型、设备数量、设备功率排程影响因子，可以计算出排程序列所对应的设备空闲时间、生产总时间、生产浪费的电能和消耗的总电能。

4.根据权利要求3所述的基于柔性化调度的排程优化方法，其特征在于：所述步骤S3中，多目标优化模型中，生产时间的计算：

生产时间包括设备空闲时间和生产总时间两类，其中设备空闲时间包括开工阶段和加工阶段设备产生空闲时间，生产总时间包括理想生产时间和实际浪费总时间；

开工阶段设备空闲时间的计算公式为：

其中，T_j为工件类型j在开工阶段的设备空闲时间；M[i]是加工工序i所对应的设备数量；S[a][i]为第a批订单所对应的工件类型在第i道工序上所需的加工时间；i＝1，...，8；a＝1，...，Order_sum；Order_sum为订单总数；

加工阶段设备空闲时间的计算公式为：

其中，T_k表示第k次生产的设备空闲时间，sum为总订单数；

整个生产设备空闲时间Timewasted为开工阶段设备空闲总时间与加工设备空闲总时间的总和，计算公式为：

其中，m为生产这批订单所需第一批开工的总次数，n为所有订单中的工件数量与工序对应的最大设备数的整数商；

理想生产时间TD的计算公式为：

其中，sum为总订单数，ListSum[a]为第a批订单的数量；

生产总时间T的计算公式为：

T＝TD+Timewasted/34。

5.根据权利要求3所述的基于柔性化调度的排程优化方法，其特征在于：所述步骤S3中，多目标优化模型中，生产消耗电能的计算：

生产消耗总电能包括浪费总电能和理想消耗总电能；浪费总电能分为开工阶段的浪费电能和加工阶段的浪费电能，消耗总电能包括理想消耗总电能和生产浪费总电能；

开工阶段的浪费电能计算公式为：

其中，E_j为工件类型j在开工阶段的浪费电能，p_free[i]为工件第i步生产工序所对应的设备的平均空闲功率，M[i]是加工工序i所对应的设备数量；S[a][i]为第a批订单所对应的工件类型在第i道工序上所需的加工时间；i＝1，...，8；a＝1，...，Order_sum；Order_sum为订单总数；

加工阶段的浪费电能计算公式为：

其中，E_k表示第k次生产的设备浪费电能，k为工件的加工步骤总数，sum为总订单数，S[a][i+1]为第a批订单所对应的工件类型在第i+1道工序上所需的加工时间，M[i+1]是加工工序i+1所对应的设备数量；

浪费总电能Ewasted的计算公式为：

其中，m为生产这批订单所需第一批开工的总次数，n为所有订单中的工件数量与工序对应的最大设备数的整数商；

理想消耗总电能ED的计算公式为：

其中，ListSum[a]为第a批订单的数量，p_work为设备工作时候的总平均功率；

消耗总电能E的计算公式为：

E＝ED+Ewasted。