[发明专利]基于改进型差分进化算法的功能性纤维生产排产方法

说明书

本发明涉及一种基于改进型差分进化算法的功能性纤维生产排产方法，包括：功能性添加设计模块和智能化排产模块；功能性添加设计模块由订单指定纤维子模块、新型专家系统子模块和最佳功能性添加技术子模块组成；功能性添加设计模块的输入是一个或多个订单指定生产的不同品种的功能性纤维的规格和数量，输出是每种所述功能性纤维对应的一个以上的最佳功能性添加技术路径的编号；智能化排产模块由待生产纤维子模块、改进型差分进化算法子模块和智能化排产报表子模块组成；本发明利用新型专家系统决策功能性纤维的添加技术，使得功能性添加更合理高效，而且利用改进型差分进化算法优化排产，使得该生产排产方法更智能化，最终可实现企业效益最大化。

技术领域

本发明属于智能生产技术领域，具体涉及一种基于改进型差分进化算法的功能性聚酯、聚酰胺纤维智能化生产排产方法。

背景技术

化纤行业是我国重要的支柱产业，也是我国重要的出口创汇行业，在国民经济中占有重要地位。在智能制造工业4.0的大背景下，国内的化纤企业在生产过程自动化、数字化等信息建设方面，取得了一定的成绩。但是，化纤企业在生产排产上的发展仍处于初级阶段，对订单生产状态、机台状态、产量等缺少实时跟踪导致生产应变力差；各种生产计划的表单不可追溯使得生产信息的时效性和共享性较差。特别地，化纤材料开始朝功能性差别化方向发展，这使得功能性添加技术也成为计划排产不可或缺的一部分。

因此，制定更加智能全面的生产排产极为重要。事实上，生产排产是一个极为复杂的问题，具有高度的随机性、离散性、多目标性和多约束性。传统的方法只是进行常规的计划和仅凭经验排产，耗时长且很难达到最优的方案，当出现突发事件时不能及时准确地修正计划。因此在当前大规模的制造产业中，以人为经验的排产策略会逐渐退出现代企业的发展模型，取而代之的是利用一些智能优化算法，制定更加快速准确、灵活性强的排产策略。

在智能优化算法中，以差分进化算法为代表的启发式算法在实际工业中应用广泛。差分进化算法通过模拟生态自然机制，采用了种群个体间的差分信息生成适应性更好的新种群，以此寻求全局最优解，其具有控制参数少、原理相对简单、易于理解和实现的特点，以及可靠性高、鲁棒性强等特点，因此在生产排产优化问题上，具有较大的应用潜力。然而差分进化算法自身也有一定的局限性，易导致局部最优陷入“早熟”。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明以差分进化算法为主要手段，改进其变异方式和交叉概率以防止陷入局部最优，并立足于功能性聚酯、聚酰胺纤维行业排产过程，设计了一种基于改进型差分进化算法(Differential Evolution Algorithm)的功能性聚酯、聚酰胺纤维生产排产方法，从而实现功能性聚酯、聚酰胺纤维排产过程的智能化与数字化，提高生产线的柔性制造能力，大大提高产品生产效率，减少产品的库存量和存放周期，提高企业资金流转率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于改进型差分进化算法的功能性纤维生产排产方法，包括：功能性添加设计模块和智能化排产模块；

功能性添加设计模块由订单指定纤维子模块、新型专家系统子模块和最佳功能性添加技术子模块组成；功能性添加设计模块的输入是一个或多个订单指定生产的不同品种的功能性纤维的规格和数量，然后通过新型专家系统中由大数据分析及专家经验构建的功能性纤维添加技术知识库，输出是每种所述功能性纤维对应的一个以上的最佳功能性添加技术路径的编号；

所述新型专家系统子模块中包括新型专家系统，所述新型专家系统是含有功能性纤维添加技术知识库的专家系统；