[发明专利]带切换时间的炼钢柔性调度优化方法、系统、介质及设备

权利要求书

1.一种带切换时间的炼钢柔性调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时采集炼钢过程中的过程参数、机器操作参数和机器配置参数；

以所有机器操作的最大完成时间、机器加工能量和机器运转能耗之和最小为目标，利用整数规划方法构建带约束的调度优化模型；

利用Jaya算法求解调度优化模型，得到炼钢柔性调度最优解决方案；

所述最优解决方案包括分配向量和调度向量，所述分配向量用于记录对应操作位置的机器分配，所述调度向量用于记录每个操作的处理顺序；

所述Jaya算法为改进的Jaya算法，包括局部搜索阶段，具体为：从局部搜索中的当前解中的某一解决方案和目前为止发现的最优解中随机选择一个解作为当前解，如果当前解中的某一解优于新的解，则将当前解中的此解替换为新的解；否则，执行局部搜索策略，评估新生成的解，如果新生成的解比目前为止发现的最优解好，则利用新生成的解替换目前为止发现的最优解；

假设：从一台机器到连续机器的每个工作的运输时间都被考虑在内，在同一台机器上，考虑了每对连续处理操作的设置时间的影响，一个作业的处理应该在前任作业完成时间之后开始，同时考虑在同一台机器上的设置时间，在考虑两台加工机之间的运输时间的同时，应在同一作业的前任作业完成时间之后开始进行各项作业的加工；在任何两台连续机器之间总是可以获得足够的缓冲区；

目标函数包括：

minω₁·C_max+ω₂·(E_busy+E_race)   (1)

所述目标函数的约束包括：

其中，N为工件数，M为机器数，j,h为工件索引，i,k为机器索引，u,z为操作索引，r,q为机器中处理操作的索引，n_j为属于作业j的操作数，O_j,u为作业j的u^th操作，p_j,u,i为作业j在机器I上的u^th操作的处理时间，t_j,k,i为作业j从机器k到j的运输时间，s_j,h为作业j和h的设置时间，e_j,u,i为如果O_j,u可以在机器I上处理，则将其设置为1的二进制值，为机器I加工任务的单位能耗，为机器I运转的单位能耗，E_busy为机器加工的总能耗，E_race为机器运转的总能耗，ω₁,ω₂,ω₃,and ω₄为四个目标分别的权重系数，x_j,u,h,z:如果O_j,u在O_h,z之后处理，则设置为1的二进制值；否则，x_j,u,h,z设置为0；y_j,u,i,k:如果O_j,u是在机器i和O_j,u-1机器k上处理的，则设置为1的二进制值；C_j，u:O_j,u的完成时间；如果作业j在同一台机器i上的作业h之后立即处理，则设置为1的二进制值；b_i:在机器i上处理操作的最早开始时间。

2.如权利要求1所述的带切换时间的炼钢柔性调度优化方法，其特征在于，所述局部搜索策略，包括局部搜索的关键操作；

对于得到的解，找出所有关键操作；

随机选择一个关键操作；如果它有多台候选机器，则为其随机更换另一台机器；否则，循环直到找到前一个关键操作，该前一个关键操作有一个以上的候选机器；为前一个关键操作随机更换另一台机器；

如果已获得更优的解，以更优解替换当前解。