[发明专利]面向多产品拆卸的多目标拆卸序列规划方法

权利要求书

1.面向多产品拆卸的多目标拆卸序列规划方法，包括以下步骤：

S1:建立最大化拆卸利润和最小化能耗为目标的数学模型；

S2:种群初始化

生成初始种群，通过Pareto比较初始种群的目标函数值得到Pareto较优解并存放于外部档案中，并对外部档案进行演进；

S3:种群进化

采用SSA优化算法计算得到新种群；

S4:外部档案进化

采用Pareto比较步骤S3计算得到的新种群和外部档案组成的混合种群的目标函数值，进一步更新外部档案；

S5:种群进一步更新

采用Pareto比较步骤S3计算得到的新种群的目标函数值，进一步更新种群；

S6:停止标准：如果满足最大迭代次数g_max，则算法终止，输出外部档案中的Pareto较优解为拆卸任务分配方案；否则，按既定次数重复步骤S3-S5；

所述步骤S1具体实现步骤如下：

S101：对每个需要拆卸的下线产品建立矩阵，具体为，设i为部件索引，j和k表示拆卸操作索引，并基于下线产品结构的AND/OR图定义三个矩阵：

优先矩阵P＝[P_jk]，它用于描述两个拆卸操作的优先级和冲突关系，定义如下：

继承矩阵S＝[S_jk]，它用来表示两个相邻的拆卸操作之间的关系，它被描述为：

拆卸关联矩阵D＝[d_ij]，它用来描述部件和拆卸操作之间的关系，定义如下：

S102：建立最大化拆卸利润和最小化能耗为目标的数学模型：

s_gjk-y_gjk≥0，j，k＝1，2，…，J，g＝1，2，…，G.    (6)

x_gj，y_gjk∈{0,1},j,k＝1,2,…Jg＝1,2,…,G.    (10)

其中式(1)和式(2)表示目标分别是最大化拆卸利润和最小化能耗，ξ是随机变量，E(ξ)表示其期望值；式(3)保证在拆卸下线产品时至少执行一次拆卸操作；式(4)表示下线产品中的每个拆卸操作最多可执行一次；式(5)表示总拆卸时间的机会约束，是总拆卸时间小于或等于给定的总拆卸时间的概率；式(6)证明下线产品的可行拆卸序列必须满足优先级和冲突约束；式(7)指示下线产品中操作和子部件之间的拆卸关联关系；式(8)论证了一个操作的入度与出度的平衡关系；式(9)要求下线产品中的子部件必须最多通过一次操作进行拆卸；式(10)给出决策变量的范围；

式(1)—式(10)中，

g表示产品索引，G表示已拆卸产品的数量；g∈{1，2，…，G}；

i表示部件索引；

表示在产品g中执行操作j时的拆卸时间

表示如果在产品g中的操作j之后执行，则执行操作k的设置时间；

表示产品g中单位时间执行操作j的能耗；

表示如果在产品g中的操作j之后执行，则在设置操作k时单位时间的能耗；

表示在产品g中执行操作j的单位时间成本；

表示如果在产品g中的操作j之后执行，则设置工序k的单位时间成本；

r_gi表示产品g中组件i的回收利用价值；

T表示给定的总拆卸时间；

α表示给定总拆卸时间下拆卸时间的机密级别；

S_g表示产品g的给定AND/OR图的继承矩阵；

D_g表示产品g的给定AND/OR图的拆卸关联矩阵；

s_gjk表示S_g的第j行和第k列中的元素；

d_gij表示D_g的第j行和第k列中的元素；

和是随机数；

x_gj表示拆卸指示；如果执行产品g中的操作j，x_gj＝1；否则x_gj＝0；

y_gjk表示相邻指示；如果在产品g中的操作j之后执行操作k，则y_gjk＝1；否则y_gjk＝0

步骤S2中生成初始种群的方法为：

S201：设计一个双链接字符串来表示一个解决方案，即π＝((π'₁,π”₁),(π'₂,π”₂),…,(π'_g,π”_g))；

其中的每个组件(π'_g,π”_g)表示产品的决策，g＝1,2,…,G,

π'_g＝(o_g1,o_g2,…,o_gj)是拆卸操作序列字符串，它表示所有拆卸操作的顺序；

o_gj是第j个位置的操作索引；

π”_g＝(x_g1,x_g2,…,x_gj)是拆卸操作性能字符串，如果x_gj等于1，则在π”_g的第j个位置执行操作；否则不执行；

S202：如果一个解决方案违反了优先权和继承限制，则解决方案不可行，将采用以下方法修复每个元素：

如果执行的操作彼此冲突，基于产品的优先矩阵，调整每个组件(π'_g,π”_g)在π'_g中的操作顺序，使其满足优先关系；通过调整π”_g的表示，使其满足继承约束，避免冲突关系，即π”_g中的相应元素为1，则将它们调整为0，使其满足继承约束，避免冲突关系；如果执行的操作是连续的，并且它们在π”_g中的对应元素是1，则它们保持相同的值，将得到的解作为初始种群生成。