[发明专利]考虑多约束的车间双行智能布局的两阶段方法

说明书

一种考虑多约束的车间双行智能布局的两阶段方法，包括以下步骤：建立布局的最小化物流成本函数为目标函数，同时建立该函数模型的约束条件，并生成LP模型；生成设施的初始种群，并根据LP模型计算初始种群中每个个体的适应度值，并将适应度值作为当前最优解；根据VNS技术和PMX对种群中的个体持续寻优，应用精英保留策略更新最优方案的目标函数值和最优序列。在考虑多约束条件下的双行布局，本发明的方法能够在较短时间内得到较优解，特别是在应对规模在10以上的多约束条件的双行布局模型时，其计算时间相对较短，适合工业化应用。通过本发明，能够对现有的生产车间、办公大楼的双行布局进行布局设计和改善，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及设施布局技术领域，具体涉及一种考虑多约束的车间双行智能布局的两阶段 方法。

背景技术

设施布局问题(Facility layout problems，简称：FLPs)是一类广泛而复杂的运筹学问题， 其目的是实现预先设定数量的不可重叠的设施(如服务区、设施、工作站)的最有利的物理 分配，以满足给定空间中的一个或多个目标。在制造系统中，设施布局和设计对于降低材料 处理成本、提高生产率、更有效地利用现有空间、使工厂适应未来的变化以及为工人提供健 康、方便和安全的环境尤为重要。双行布局问题(Double-row layoutproblem，简称：DRLP) 属于设施布局问题中一种经典问题，是一个非确定性的多项式时间困难问题。它致力于寻找 一组矩形部门或设施的最优布局配置，并将它们沿中央通道两侧布置，以使总物料搬运成本 最小化。

以往与DRLP相关的研究工作主要集中在无约束优化问题上，即在给定的设施数量下，设 施可以在任何位置自由分配，从而使总物料搬运成本最小化。与单行布局问题和多行布局问 题不同，DRLP同时具有组合性和连续性的特点，这要求确定每一行中设施的顺序(相对位置) 和每一设施的准确位置(绝对位置)。但是，在实际情况下，往往需要考虑设施的位置以及 定位顺序等关系，通常包括以下约束条件，定位约束：如果设施有需要匹配的位置，这就表 示该设施具有定位约束；排序约束：如果某些预先设定的设施对需要按预定的顺序进行分配， 则表示设施i和j之间存在优先关系；关系约束：这些约束通常用于设施布局，以限制某些特 殊情况的发生。它们可以通过考虑设施之间最小的物料搬运成本来防止生产过程关系被破坏。 例如，在柔性的制造系统中，决策者可以将两个工作站设计为既需要顺序排列又需要紧密排 布的情况。但现有的方法均未考虑这些在实际应用中存在的约束条件，因此在应用时均存在 一定的局限性。

发明内容

未解决至少一个上述问题，本发明的目的在于提供一种考虑多约束的车间双行智能布局 的两阶段方法，其通过考虑多种约束条件对设施进行双行设置，具有较高的应用价值。

本发明提供的技术方案是，一种考虑多约束的车间双行智能布局的两阶段方法，包括以 下步骤：

一种考虑多约束的车间双行智能布局的两阶段方法，包括以下步骤：

步骤1、建立布局的最小化物流成本函数为目标函数，同时建立该函数模型的包括位置 约束、排序约束以及关系约束在内的约束条件，并根据最小化物流成本函数模型以及其约束 条件建立LP模型；

步骤2、采用随机初始化方法生成设施的双行排列编码序列的初始种群，并根据LP模型 计算初始种群中每个个体的适应度值，并将适应度值作为当前最优解；

步骤3、根据VNS技术和PMX对种群中的个体持续寻优，应用精英保留策略更新最优方 案的目标函数值和最优序列。

本发明的技术效果是：