[发明专利]一种分布式装配式置换流水车间调度优化方法及系统

权利要求书

1.一种分布式装配式置换流水车间优化方法，其特征是，包括以下步骤：

以缩小完工时间和总能耗的最小权值为目标，构建带起重机的分布式装配式置换流水车间优化问题模型；

采用改进的鲸鱼群算法求解带起重机的分布式装配式置换流水车间优化问题模型，得到调度优化方案，具体包括：

利用改进的鲸鱼群算法对分布式装配式置换流水车间优化问题模型进行求解优化，得到分布式装配式置换流水车间的问题，包括工厂分配及工厂间的工件加工顺序；

利用二维数组的方式对得到的分布式装配式置换流水车间的问题进行编码，对于每个工厂创建一个数组，包含工件在工厂中的加工顺序；

构建用于对编码生成的数组解码的二维数组，并生成解码甘特图，包含每个工件在指定工厂的加工顺序；

对得到的解码甘特图进行右移处理，得到调度优化方案，包括优化后的工厂分配及工厂间的工件加工顺序；

所述采用改进的鲸鱼群算法对分布式装配式置换流水车间优化问题模型进行求解优化的步骤包括：

首先初始化n个候选种群，并分别计算n个工件的适应度值，通过聚类算法，解集合被收敛到m个簇中；

将簇中一个解或两个解组合，并对其进行变异、交叉操作，生成新解，将新解与簇中解相比，如果该新解的适应度值高于簇中解的适应度值，则利用新解替换簇中解；并对得到的新解进行SA搜索；

所述交叉操作的步骤包括：

随机选择两个个体的指定工厂进行工厂交叉；

或者，随机选择一个工厂和一个交叉点进行交叉；利用得到的调度优化方案对分布式装配式置换流水车间内各个工厂的工件进行调度。

2.根据权利要求1所述的分布式装配式置换流水车间优化方法，其特征是，所述带起重机的分布式装配式置换流水车间优化问题模型的目标函数为：

min w₁*C_max+(1-w₁)*TEC

其中，w₁为权重系数；C_max为最大完工时间；TEC为总能耗。

3.根据权利要求1所述的分布式装配式置换流水车间优化方法，其特征是，所述带起重机的分布式装配式置换流水车间优化问题模型的约束条件包括：

确保工件是否在机器j上处理；

其中，X_i,j为表示工件i在机器j上加工；

工件是否需要装配；

其中，α_i,A为工件i装配参数；

在分布式工厂中，工件i在机器j上的完工时间大于工件i在上一台机器上的完工时间和当前机器上的加工时间之和；

其中，C_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的完工时间；P_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的加工时间；j为加工机器指数；i为工件指数；F为工厂数量；

保证每个工件的完成时间大于处理时间或装配时间；

其中，C_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的完工时间；P_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的加工时间；C_i,k为工件i在装配机M_k上的完工时间；P_i,k为为工件i在装配机M_k上的加工时间；

最大完成时间大于加工时间、装配时间和起重机运输时间之和；

其中，C_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的完工时间；C_max为最大完工时间；TA_k,h为工件i在装配机M_k上的装配时间；TS_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的待机时间；TT_f为从分布式工厂到装配阶段的运输时间；

分布式工厂中机器上工件加工的开始时间必须大于在上一台机器或当前机器中上一个工件的完工时间；

其中，S_f,i,j为分布式工厂f中，工件i在机器j上的开工时间；C_f,i,j为在分布式工厂f中，工件i在机器j上的完工时间。