[发明专利]一种基于路径和排序选择的GEP人工智能调度方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于路径和排序选择的GEP人工智能调度方法和装置，包括如下步骤：步骤1：初始化工件和机器设备的信息；步骤2：更新所有工件当前的工序；步骤3:判断是否有工件需要加工；步骤4：判断是否有工件需要指派机器；步骤5：对每个需要指派机器的工件；步骤6：如果有机器空闲，转到步骤7；如果没有机器空闲，转到步骤2；步骤7：对每台空闲机器，一一使用GEP算法中计算排序选择规则；步骤8：更新工件状态，机器状态和所有信息表，转到步骤2。本发明使用基因表达式编程进行求解，其中基因表达式包含两部分基因并分别对应路径选择和排序选择的规则，可同时解决工件加工时路径问题和排序问题的调度，为工件生产加工时提高加工效率。

技术领域

本发明属于工厂动态调度技术领域，具体涉及一种基于路径和排序选择的GEP人工智能调度方法和装置。

背景技术

GEP在解码时，按照从左到右的顺序读取基因中的一个个字符，然后根据语法规则将基因映射为相应的表达式树。GEP的这种染色体结构兼备了GA 和GP的个体组织方法的优点，因此在解决很多问题上，GEP的效率远远要高于GA和GP。基因表达式编程在监督机器学习中的应用研究成果表明,其非常适合于解决分类、复杂函数关系发现问题。消费电子产品的制造加工生产线是一个复杂的随机动态系统。对于柔性混流生产线，生产机器具有一定地柔性，即假定单个工件可以在不同的机器上加工。此时需要解决两个子问题。第一个子问题是工件的工序，需要选择合适的机器上等待进行加工。第二个子问题是某台机器空出来后，需要从同时等待加工的工件中选择合适的工件进行加工。第一个子问题是路径问题，第二个子问题是排序问题。

现在急需来同时解决路径子问题和排序子问题的调度。为此，我们需要提供一种基于路径和排序选择的GEP人工智能调度方法和装置来解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于路径和排序选择的GEP人工智能调度方法和装置，使用基因表达式编程进行求解，其中基因表达式包含两部分基因并分别对应路径选择和排序选择的规则，可同时解决工件加工时路径问题和排序问题的调度，为工件生产加工时提高加工效率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于路径和排序选择的GEP人工智能调度方法，包括如下步骤：

步骤1：初始化工件和机器设备的信息，对应关系，CT＝0；

步骤2：CT＝CT+1，更新所有工件当前的工序，以及工件的当前工序和可选机器集合的映射表P2Mtable(CT)；

步骤3:判断是否有工件需要加工，如果否，结束；如果有，转到步骤4；

步骤4：判断是否有工件需要指派机器，如果是，转步骤5，为所有需要加工的工件确定加工机器；如果否，转步骤6；

步骤5：对每个需要指派机器的工件，一一使用GEP算法中计算出路径选择规则，以及根据路径选择选择优先级最高的机器，将工件列入该机器的加工队列；

步骤6：如果有机器空闲，转到步骤7；如果没有机器空闲，转到步骤2；

步骤7：对每台空闲机器，一一使用GEP算法中计算排序选择规则，以及根据工序优先排序选择优先级最高的工件工序，机器开始加工该工件；

步骤8：更新工件状态，机器状态和所有信息表，转到步骤2。

优选的，所述GEP算法的基因表达式格式有函数集FS和终端集TS两种，终端集TS包括有TS_M和TS_W，所述TS_M对应路径选择问题，所述TS_W 对应工件选择问题。

优选的，所述函数集FS包含算数运算加“+”、减“-”、乘“*”以及保护性的除法“/”，所述保护性的除法“/”在除数为零时返回“1”，所述函数集FS的集合表示为FS＝{+，-，*，/}。