[发明专利]一种基于狮群算法的车间生产排产方法及系统

权利要求书

1.一种基于狮群算法的车间生产排产方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：不同线体分别生成初始线体任务序列，分别得到初始狮群；具体过程为：

步骤1.1：接收订单，将订单拆分为若干个子任务；根据子任务与线体的对应关系，将子任务分配到线体上；

步骤1.2：针对某一条线体，创建初始线体任务序列，线体任务序列即子任务在线体上的排列，并按线体生产效率计算出每项子任务的完成时间及相邻子任务之间的转产时间；

步骤1.3：重复步骤1.2，每条线体上均创建初始线体任务序列，使得接收订单的所有子任务都排列到初始线体任务序列中，得到初始狮群，每条线体的初始线体任务序列建立为一个狮群；

步骤2：针对某一条线体，确定初始狮群的个体比例，个体角色包括狮王、母狮和幼狮；初始化整个狮群中每个个体的位置，即对狮群中个体的位置进行随机赋值，并将整个狮群中个体的位置映射到线体任务序列中；具体过程为：

步骤2.1：针对某一条线体，初始线体任务序列的长度为D，D为正整数，即线体上排列的子任务的数量，并将子任务序号按顺序编码为1、2、…D；

狮群中狮子数量为N，对应N种线体任务序列，成年狮子的数量为n_Adult，成年狮子包括一头狮王和多头母狮，幼狮的数量为N-n_Adult，如式(I)所示：

n_Adult＝[Nβ]，且

式(I)中，β是在狮群中成年狮子所占比例因子，β为(0，0.5)区间内的一个随机数；

步骤2.2：设第i只狮子的位置为X_i＝(x_i1，x_i2，…，x_iD)，1≤i≤N，且位置分量x_i1，x_i2，...，x_iD的取值范围都为(0，1)，第i只狮子的位置X_i对应一种线体任务序列；

步骤2.3：在区间(0，1)上产生D个随机数，D个随机数分别作为第i只狮子的位置分量x_i1，x_i2，...，x_iD的值，即对狮群中个体的位置进行随机赋值；

步骤2.4：重复步骤2.3N次，初始化整个狮群中每个个体的位置；

步骤2.5：将个体的位置映射到线体任务序列中，第i只狮子的位置与线体任务序列的编码映射方式为：对第i只狮子的位置分量x_i1，x_i2，...，x_iD的值从小到大进行排列，并对排列后的位置分量的值编号为1，2，…，D；排列后的位置分量的值的编号与初始线体任务序列中子任务的编号相对应，根据该对应关系，将初始线体任务序列的子任务放入未排序的位置分量的位置，即得到第i只狮子的位置对应的线体任务序列；

步骤3：计算初始狮群中所有个体的适应度值，依照适应度值分配个体角色；

适应度值的计算过程为：

狮群中第i只狮子的适应度值fitness_i为其对应的线体任务序列的总转产时间，适应度值公式如式(VI)所示：

式(VI)中，assignment_k为该线体任务序列中第k个位置的任务，assignment_k+1为该线体任务序列中第k+1个位置的任务，Transfertime为相邻任务之间的转产时间，依照适应度值分配个体角色；

步骤4：对整个狮群中个体的位置进行迭代更新；个体的位置更新后，将整个狮群中个体的位置映射至线体任务序列，并将整个狮群中所有个体的适应度值存入特定序列中；

步骤5：当迭代更新的次数满足预设的条件时，先依照整个狮群中所有个体的适应度值将狮群中个体的角色重置，具体过程为：将个体按适应度值从小到大排序，适应度值最小的个体设定为狮王，前(n_Adult-1)个个体设定为母狮，其余个体设定为幼狮；再继续对整个狮群中个体的位置进行迭代更新；

当迭代更新的次数不满足预设的条件时，继续对整个狮群中个体的位置进行迭代更新；

步骤6：当迭代更新的次数达到最大迭代次数，输出末代狮群中狮王的位置，将狮王的位置映射为最佳线体任务序列；

步骤7：根据最佳线体的任务序列输出生产排产时序表。