[发明专利]一种多目标柔性作业车间调度方法

说明书

本发明提供一种多目标柔性作业车间调度方法，包括：步骤S10、建立数学模型，根据工件个数和设备个数生成对应的模型，同时定义最大完工时间最小、最大负荷机器的负荷值最小和总机器负荷最小这三个目标；步骤S20、设置处理柔性车间调度问题的相关参数；步骤S30、随机初始化种群，并进行非支配排序，初始化每个个体的rank值；步骤S40、采用NSGA‑II算法对所述数学模型进行求解，得到调度最优解。本发明通过设置多目标数学模型并设置对应的参数，采用NSGA‑II算法求该数学模型的最优解，本发明解决企业实际生产的需求的同时，又能通过简单便利的操作完成生产调度。

技术领域

本发明涉及车间调度技术领域，尤其涉及一种多目标柔性作业车间调度方法。

背景技术

随着全球市场竞争的加剧，客户的需求越来越多样化和个性化，企业也就越来越关注如何为车间生产制定合理的调度方案，以达到缩短生产周期、按时交货等，从而提升自身的竞争力，提高客户的满意程度。其中，柔性作业车间调度问题是经典作业车间调度问题的一种扩展，也是最困难的组合优化问题之一。

近几年，对于柔性作业车间调度一般采用智能算法解决，现有为了解决柔性作业车间调度问题也提出过一些方案，比如现有的申请号为201810489708.6的中国专利公开了一种柔性作业车间调度方法及系统，其是使用遗传算法改善了柔性作业车间调度的全局最优解；申请号为201810881062.6的中国专利公开了改进遗传算法求解带移动时间的柔性作业车间调度方法，其是使用遗传算法解决了带有移动时间的柔性作业车间调度问题；申请号为201711094745.9的中国专利公开了一种大规模柔性作业车间调度的方法以及申请号为201710965924.9的中国专利公开了一种柔性作业车间调度优化方法，其是使用萤火虫算法解决了柔性作业车间调度问题。

但上述方法至少存在如下缺陷：只能解决单一的柔性作业车间调度问题，如解决全局最优解问题、带有时间移动的柔性作业车间调度问题、大规模柔性作业车间调度问题等，不能真正解决实际生产中复杂且多样性的柔性作业车间调度问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种多目标柔性作业车间调度方法，既能解决企业实际生产的需求，又能通过简单便利的操作完成生产。

本发明提供了一种多目标柔性作业车间调度方法，包括：

步骤S10、建立数学模型，根据工件个数和设备个数生成对应的模型，同时定义最大完工时间最小、最大负荷机器的负荷值最小和总机器负荷最小这三个目标；

步骤S20、设置处理柔性车间调度问题的相关参数；

步骤S30、随机初始化种群，并进行非支配排序，初始化每个个体的rank值；

步骤S40、采用NSGA-II算法对所述数学模型进行求解，得到调度最优解。

进一步的，所述步骤10进一步包括：

步骤11、建立数学模型，所述数学模型包括4个概念：工件、工序、设备和工时，所述工序为工件的加工顺序，所述设备为每一工序可选的机器，所述工时为每一工序在不同设备上的加工时间；

步骤12、定义最大完工时间f1、最大负荷机器f2和总机器负荷f3这三个目标：

站在工件角度，优化工件最大完工时间，使其最小的f1的计算公式为：

其中，c_i为每个工件的完工时间，I为工件的总数目；

站在单台机器角度，找出最大负荷的机器，使其负荷最小的f2的计算公式为：