[发明专利]考虑时空约束的多层级产品生产调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑时空约束的多层级产品生产调度方法，针对多层级产品的生产批量确定和机器调度问题，考虑了多层级产品固有的层级之间的间隔期(时间)约束，以及设备内部的空间约束，首先按照重要度对产品外部需求进行分解排产并按照BOM展开，再建立资源搜索引擎，按照不同的排产原则对展开的需求进行启发式搜索排产。当选择某台设备生产待满足需求时，同时考虑当期是否有足够的子项零件可用和设备容量对工装数量的限制。该方法基于松弛‑固定算法解决实际工厂的大规模问题，且具有较快的求解速度和较高求解精度。

技术领域

本发明涉及车间生产批量及机器调度技术领域，具体涉及的是并行机环境下，多层级产品的生产批量确定及机器调度方法，特别涉及一种考虑时空约束的多层级产品生产调度方法。

背景技术

生产批量及机器调度问题广泛存在于离散型制造企业，属于典型的混合整数规划问题，且已被证明为NP-hard问题。生产批量及机器调度问题不仅要考虑某个时间段要生产多少产品，同时还要确定产品在机器上的加工顺序和数量。至今，已有众学者对生产批量问题在各类车间环境下开展广泛研究，并设计各类算法对其进行求解，包括精确算法(如动态规划算法、分支定界算法)，智能优化算法(如模拟退火算法)，以及启发式算法(如松弛-固定算法)，等等。虽然精确算法在理论上能够产生问题的最优解，但是在实际运用中，精确算法针对大规模问题往往无法保证在多项式时间内能够得到最优解，甚至计算机会存在内存溢出的现象。因此，利用启发式算法，对实际的大规模问题进行求解，并合理评估解的质量，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种考虑时空约束的多层级产品生产调度方法，该方法基于松弛-固定算法的启发式算法，具有较快的求解速度和较高求解精度。

为达到上述目的，本发明提出了考虑时空约束的多层级产品生产调度方法，包括以下步骤：导入外部需求数据和每个产品参数，根据所述每个产品参数自动判断在无限产能的情况下，预设需求时期是否满足生产当前产品所需的最小成产时期，若能，则继续执行，若不能，则将所述预设需求时期自动推迟到所述最少时期；人工预设算法参数，并选择排产原则，其中，所述算法参数包括每个产品分解切片大小的上限和每个产品的重要度；在所述每个产品分解切片大小的上限内，按照随机公式生成每个产品当前次切边大小，按照所述重要度依次对每个产品的需求进行切片，并对当前次轮到的产品按照所述每个产品参数展开并准备排产；选择生产时期和设备，将切片后的产品自BOM底层零件向上排产；判断是否全部需求均生产完毕或均无法排产，若是，则结束算法并输出结果，若不是，则继续下一产品的排产。

本发明实施例的考虑时空约束的多层级产品生产调度方法，同时考虑时间和空间两个维度的能力，对已有研究问题在能力约束方面的一个拓展，具有重要的理论意义，另外，本发明实施例为线性增长，针对现实规模和大规模问题求解十分高效，充分考虑工作人员的领域知识，使得快速求解的同时确保解质量满足工作人员预期。

另外，根据本发明上述实施例的考虑时空约束的多层级产品生产调度方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，导入所述外部需求数据和所述每个产品参数后，通过嵌套迭代推算所述最小生产时期，使得所述最小生产时期与导入的所述外部需求数据中预设需求时期进行对比。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述排产原则由使用者根据生产实际条件自主选择，包括尽早生产、准时生产和尽早生产及准时生产的混合排产。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据三种不同原则选择所述生产时期，当策略为尽早生产时，则从第一期开始选择；当策略为准时生产时，则从待生产零件的生产时期选择；当策略为混合生产时，则根据循环次数人工设置。

进一步地，在本发明的一个实施例中，选择所述生产时期时，还判断当前零件的子项是否有足够数量在生产间隔前已生产。