[发明专利]一种分布式车间预防维修联合调度的优化方法

说明书

一种分布式车间预防维修联合调度的优化方法，建立一种面向不确定性场景下分布式车间预防维修联合调度的闭环仿真优化方法，通过仿真方法模拟典型任务不确定性和设备不确定性，同时考虑多订单加工任务的指派、排序以及分布式车间设备维修方案的制定等问题，利用遗传算法求得最优解，带回到仿真模型中进行验证，最终输出适应解。该发明将最终结果应用到实际生产中可使分布式车间高可靠灵活运行，加工任务高效按期交付，可实现资源的合理配置、优化组合及共享，减少成本，提高生产效率；还可提高机器设备的的安全性和可靠性，消除由于机器可靠性下降发生故障带来的计划外中断等现象，达到保证生产质量的目的。

技术领域

本发明涉及一种分布式车间预防维修联合调度的优化方法，属于车间调度优化领域。

背景技术

随着制造技术的进步和生产方式的改变，传统的生产模式已经不能满足当下的主流需求。在这样的背景下，一种分布式制造模式被提出并得到了发展，而分布式调度问题因为其复杂性而具有重要的实际意义。如今，企业之间的合作、兼并和业务外包成为一种普遍现象，分布式制造模式应运而生,它是一种由多个功能独立、地理位置分散的独立制造岛组成的新型生产形式，作为一种多设备、多工件和多加工地点混流加工的柔性制造系统适用于多品种的中、小批量生产，为制造业的发展提供了新途径。为了能够在生产中可以利用多个企业或工厂的资源，实现资源的合理配置、优化组合及共享，减少成本，提高生产效率，针对分布式车间建立有效的调度方法成为了一个重要的研究方向。预防性维修对提高机器设备的的安全性和可靠性有着重要意义,为保证生产质量，消除由于机器可靠性下降发生故障带来的计划外中断等现象，需要定期或不定期地对设备进行预防性维修。维修的间隔过长，设备可靠性下降易发生故障；而维修间隔过短，则会增加不必要的成本，二者都会影响生产效率。因此，针对目前多数企业亟需一种针对分布式车间和联合预防维修的调度方案来指导生产。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，多数企业亟需针对分布式车间和联合预防维修的调度方案来指导生产的问题，提出了一种分布式车间预防维修联合调度的优化方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种分布式车间预防维修联合调度的优化方法，步骤如下：

(1)根据简化后的分布式车间调度模型，以分布式设备选择及任务排序为主变量，以任务完成时间为优化目标，根据分布式设备待机、原材料运输延时、任务间半成品运输延时，建立分布式车间预防维修联合调度数学模型；

(2)根据数学模型中的变量、约束、目标模型，利用FlexSim软件平台搭建仿真模型，建立各个对象的执行逻辑和交互逻辑，并根据各个对象可能遇到的不确定性因素及可能状态进行建模，加入不确定性场景下设备、任务的动态变化逻辑进行模型完善；

(3)基于遗传算法思路，设计面向分布式车间预防维修联合调度的编码方式，分别对设备选择变量、任务序列变量以及设备对应的维修策略变量进行混合编码，针对分布式车间预防维修联合调度解空间设计选择、交叉、变异算子，进行联合调度方案的迭代生成，将算法生成的解动态转换为仿真场景可读入的形式，连接仿真模型接口，并将仿真程序加载到算法中验证生成的调度方案，实现基于遗传算法为主、仿真模型作为辅助校正工具的优化，并于优化结束后进行仿真校正验证。

所述分布式车间预防维修联合调度数学模型中，包括工件集、工件i、机器集M＝{m₁,m₂,…,m_m}、机器k、操作集O、操作j，工件i的操作集、工件i的第j道操作、某道操作j的可选机器集O、工件i的操作j在机器k上的处理时间t_ijk、工件i的操作j开始占用机器k的时间S_ijk、工件i的操作j结束占用机器k的时间C_ijk、一个充分大的数L；