[发明专利]基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度方法

说明书

本发明公开了一种基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度方法，按下述步骤进行：S1：通过FlexSim构建双目标并行机开放车间模型；S2：通过MATLAB运行NSGA‑Ⅱ算法得到多个调度方案；S3：通过层次分析法AHP确定最优调度方案；S4：FlexSim仿真执行调度方案；S5：到达动态调度时刻进行自适应周期动态调度，出现紧急工件进行右移重调度；S6：判断工件是否全部加工完成，加工完成结束调度，加工未完成转S4。本发明具有满足动态生产环境下的调度方案生成、提高车间机器利用率和改进生产稳定性的特点。

技术领域

本发明涉及计算机集成制造技术领域，特别涉及一种基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度方法。

背景技术

开放车间调度问题(Open Shop Scheduling Problem,OSSP)是一类常见的调度问题，其特点是任务在车间不同阶段资源上的加工没有先后顺序约束。机械零件的质量检测、晶圆制造的晶粒拣选、汽车售后的检测与保养等调度问题均属于OSSP。与经典的OSSP问题区别的是，并行机OSSP至少有一个阶段的机器是并行机。并行机OSSP是NP-hard问题，解决方法主要有数学规划法、启发式算法与各类智能算法。数学规划、启发式算法以及静态智能算法适用于求解确定性稳态问题，无法解决现实生产过程中的存在的工件随机到达、加工时间不确定、紧急工件等动态与随机性问题。

随着系统仿真技术的发展，提出了基于仿真方法的动态调度方法，但相关研究偏少，考虑的动态事件相对单一，而且优化目标以单目标为主，因此存在不匹配现实需求，无法满足动态生产环境下企业的调度方案快速生成，车间机器利用率低和生产不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度方法。本发明具有解决多种动态事件影响下的快速调度决策生成，提高车间机器利用率和改进生产稳定性的特点。

本发明的技术方案：

一种基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度方法，其特征在于，按下述步骤进行：

S1：通过FlexSim构建双目标并行机开放车间模型；

S2：通过MATLAB运行NSGA-Ⅱ算法得到多个调度方案；

S3：通过层次分析法AHP(Analytic Hierarchy Process)确定最优调度方案；

S4：FlexSim仿真执行调度方案；

S5：到达重调度时刻进行周期重调度，出现紧急工件进行右移重调度；

S6：判断工件是否全部加工完成，加工完成结束调度，加工未完成转S4。

前述的基于仿真的双目标并行机开放车间自适应动态调度方法中，所述步骤S1中的FlexSim构建双目标并行机开放车间模型按下述步骤进行：

步骤2.1：确认模型要素：并行机开放车间调度问题可以描述为将工件集中的n个工件安排在机器集S＝{s₁，...，s_j，...s_m}中的m个阶段或工序的机器上加工，工件J_i在每个阶段的加工顺序不受限制；其中，m≥2，且至少存在一个或多个阶段s_j的机器数量N_j＞1，机器为同类等效机；

步骤2.2：设置优化目标为双目标为最小化总加权完工时间TWC(Total WeightedCompletion Time)和最小化总加权拖期时间TWT(Total Weighted Tardiness)；

步骤2.3：建模逻辑；包括如下步骤：

步骤2.3.1：普通工件与紧急工件由工件发生器生成并随机赋予到达时间、各工序加工时间等标签信息；