[发明专利]机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法与系统

权利要求书

1.一种机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)构建机械结构件生产过程中生产与物流的集成调度模型，所述集成调度模型同时考虑车间中的机器调度和运输设备的调度，其优化目标是最小化最大完工时间；

(2)采用基于分布估计算法的超启发式混合算法对所述集成调度模型进行优化求解，以得到机械结构件的最佳加工顺序；其中，该超启发式混合算法是采用分布估计算法中的概率矩阵来选择操作算子。

2.如权利要求1所述的机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法，其特征在于：集成调度模型中的各工件的每个运输任务T_ij和加工任务P_ij的开始时间的计算公式为：

式中，i的为工件的下标，其变化范围为i＝1，2，…，n；j为工件i对应工序的下标，其变化范围为j＝1，2，…，J_i；k为站点的下标，变化范围为k＝0，1，…，K，其中0代表物流库，1，2，…，K为对应的机器号；T_ij代表工序O_ij对应的运输任务，P_ij代表工序O_ij对应的运输任务；代表运输任务T_ij的负载开始时间，代表加工任务P_ij的开始加工时间；代表运输任务T_ij所在运输设备的前序运输任务；代表加工任务P_ij所在机器的前序加工任务；代表加工任务P_ij所在工件前一工艺所对应的加工任务；代表运输任务T_ij的起始站点，代表运输任务T_ij的终止站点，其变化的范围与站点k一致；代表运输任务T_ij的负载时间，代表加工任务P_ij的加工时间；TT_kk'代表运输设备从站点k到站点k'的运输时间。

3.如权利要求2所述的机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法，其特征在于：最大完工时间为所有工件在最后一台机器上完工时间的最大值，集成调度模型中的最大完工时间的计算公式为：

4.如权利要求1所述的机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法，其特征在于：步骤(2)包括以下子步骤：

Step1，采用三层编码的形式来表示集成调度模型的一个可行解，并依次确定各个工序的完工时间以最终得到优化目标；

Step2，种群的设置和个体的初始化；

Step3，混合算法参数设置和概率矩阵的初始化；

Step4，操作算子的设置；

Step5，种群的更新及概率矩阵的更新；

Step6，如果混合算法满足当前迭代次数等于g_max，则输出种群的最优个体；否则跳转至步骤Step5，反复迭代，直至满足终止条件为止。

5.如权利要求4所述的机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法，其特征在于：第一层为工序编码层，即代表工序的加工顺序；第二层为机器选择编码层，代表每个工序选择对应的加工机器；第三层为运输任务分配编码层，代表每个工序对应运输任务分配给相应的运输设备。

6.如权利要求5所述的机械件加工车间生产与物流集成的优化调度方法，其特征在于：解码时，依次选取工序层的工序O_ij为待排序工序；其次，根据机器选择编码层来确定该工序对应加工任务P_ij的所在机器，即该工序运输任务T_ij的终点；然后，根据运输任务分配层确定执行该运输任务的运输设备，判断该运输设备的最早可用时间，即该运输任务的负载开始时间进而计算运输任务T_ij的完工时间；最后，判断加工任务P_ij的所在机器的最早可用时间，根据集成调度模型中的计算公式计算加工任务的开始时间继而依次确定各工序的完工时间并最终得到优化目标C_max。