[发明专利]一种面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划方法

说明书

本发明公开了一种面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划方法，包括以下步骤：S1、针对面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划问题，建立目标函数以及约束条件的数学模型；S2、针对离散制造车间调度与装配序列规划方案，提出一种混合染色体编码方法，并通过NSGA‑Ⅱ算法进行求解；S3、根据决策者对目标的偏好，对非支配解集进行决策选择。本发明提出一种集成车间调度与装配序列规划方法，使工件的加工序列和装配序列能够被同时优化，以缩短生产过程中的总生产完成时间和总库存时间，可以有效缩短离散制造产品的生产时间，降低生产成本。

技术领域

本发明属于智能制造领域，具体涉及一种面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划方法。

背景技术

由于市场需求的快速变化，按订单生产(MTO)已经成为企业重要的生产方式之一，特别是对于一些复杂的大型产品，如重型机床，一般都是小批量个性化生产方式定制的，而生产过程是典型的离散制造过程。

在离散制造中，零件加工和产品装配是两个重要的阶段。为了缩短生产周期，节约制造成本，一般可以采用车间调度的方法生成最优的零件加工计划，将制造资源分配给不同的加工工序，以达到良好的加工效率和缩短生产周期。通过装配序列规划，生成最佳的产品装配序列，通过该序列，使得零件可以花费较短的装配时间或较少的装配成本成功、高效地装配到产品中。

目前的研究都是考虑装配作业的车间调度问题，但是在调度过程中，装配作业是根据给定的产品装配顺序和装配约束在不同的机器上进行分配的，其影响是不同的产品装配顺序对总生产完成时间和生产过程中零件的库存时间没有影响。在大型复杂产品(如重型机床)的离散制造中，在并行零件加工和装配过程中，生产过程中各零件的库存时间，会受到装配顺序的影响；另一方面，在产品装配过程中，通过车间调度生成的零件加工顺序也会影响装配时间。

因此，考虑到离散制造中零件加工过程与装配过程的相互影响关系，有必要进一步研究车间调度与装配序列规划之间的相互影响，提出一种集成车间调度与装配序列规划方法，使加工序列和装配序列同时优化，以进一步提高生产效率，节约企业制造成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使工件的加工序列和装配序列能够被同时优化，可以有效缩短离散制造产品的生产时间，降低生产成本的面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划方法，包括以下步骤：

S1、针对面向离散制造的集成车间调度与装配序列规划问题，建立目标函数以及约束条件的数学模型；

S2、针对离散制造车间调度与装配序列规划方案，提出一种混合染色体编码方法，并通过NSGA-Ⅱ算法进行求解；

S3、根据决策者对目标的偏好，对非支配解集进行决策选择。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下内容：

S11、判断给定的装配序列是否发生装配干涉，建立目标函数MinF₁和MinF₂；其中，F₁表示产品的总生产完成时间，F₂表示生产过程中零件的总库存时间；

A、若给定的装配序列没有发生装配干涉，那么该序列是可行的，F₁、F₂分别表示为：

F₁ ＝ max(Ea_i) (1)