[发明专利]一种基于虚拟线性生产工艺多目标优化调度方法

说明书

一种基于虚拟线性生产工艺多目标优化调度方法。本发明针对如何优化非线性生产工艺提出了虚拟线性工作流模型优化算法。该算法首先根据制造工艺的偏序关系建立三层同构工作流决策模型，该模型和算法首先建立非线性工作流,采用虚拟技术寻找虚拟结点并对其进行处理,将其改造为虚拟线性工作流；其次结合生产方式的技术特点对模型进行分段,采用逆向分层串归约来求得片段的最优解。对比发现，该算法比传统的单一目标优化优化调度算法具有显著的优化效果,其优化性能及可操作性也能满足生产需求。因此，本发明具有一定的可行性和有效性。

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟线性生产工艺多目标优化调度方法，属于智能计算与调度优化领域。

背景技术

随着工业互联网的飞速发展，消费者对于新产品的需求量与日俱增，同时产品的制造由传统的线性工艺粗加工逐渐向现代的复杂非线性细加工转变,具有制造过程更具复杂性、多变性和高效性等特点，若能及时有效的处理各种必动态信息,使得生产质量、生产成本和生产质量保持动态平衡，必将优化产品的生产和加工方式，提高产品的生产质量和降低生产成本。

将工作流技术应用在线性生产工艺的多目标优化调度，提出了基于线性工作流的多目标优化调度算法,该算法将生产工艺划分成不同的工作分段,根据每个分段的生产特点对其进行局部优化,通过选取线性最优解对整体实现优化,从而实现多目标调度的目的，实现约束条件下准确率的提高或者成本的降低。

近些年，国内外学者对生产工艺在时间质量或时间成本等二元目标的优化调度不断深入。然而，影响生产工艺因素众多,尤其是某些工艺具有非线性特点,对于非线性工艺进行多目标的优化调度，现有的优化算法无法实现这一目标，另一个重要原因,非线性生产工艺在实际的生产过程中是非常常见的,企业急需对此类工艺进行优化。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出一种基于虚拟线性生产工艺多目标优化调度方法，包括以下步骤：

(1)通过生产工艺的偏序关系建立三层虚拟工作流决策模型；

(2)根据虚拟技术对非线性生产结点进行虚拟化处理，根据所提出虚拟线性生产工艺模型优化规则计算每层生产结点p_i的活动候选区；

(3)通过虚拟线性生产工艺三层工作流调度建模算法对结点集进行处理，将生产集合Re、映射集合Map、虚拟工作流模型VM和虚拟工作流图VGM进行组合形成三层虚拟工作流T-VGM并输出；

(4)在满足条件限制V的条件下由后向前将模型分层处理，利用T-OVMG算法判断是否存在错误路径，经过处理后采用正向调度对整个三层工作流模型进行多目标优化，确定并输出最优调度途径。

所述步骤(1)具体为：

(1.1)分析各个生产工艺集合组合成工艺结点P，扫描各工艺结点的状态生成迁移结点T，同时将各个检测结果汇总成集合CP；

(1.2)分析工艺结点P和迁移结点集T，将cp_i(cp_i∈CP，i＝1,2…k)插入到工作流模型中，形成新的偏序关系，并计算活动区域OVSD；

(1.3)从工艺结点B₀对工位结点集P进行遍历，将集合中出入度不为1的工艺结点插入至队列中,其中反馈前置结构中各工艺结点不入队；

(1.4)查找队列中排在第一个出度不为1的结点p_j,将其最近的入度工艺结点p_i,重构结点p_i流经结点p_j之间的所有工艺结点标注为虚拟工艺结点p_i′＝p_[i,j]或p_i′＝p_[i-j],形成虚拟工艺结点集P′，同时将迁移结点重构为虚拟迁移结点组合成虚拟迁移结点集T′。

所述步骤(2)具体为：