[发明专利]一种求解多工艺路线作业车间调度的分层优化算法

摘要

本发明提出了一种求解多工艺路线作业车间调度的分层优化算法，该发明涉及多工艺路线作业车间调度领域，根据多工艺路线作业车间调度的特征，提出了基于目标级联法的分层优化模型，根据该模型把多工艺路线作业车间调度问题分为三层工艺规划层、单元规划层、工件调度层，工艺规划层为所有工件选择最佳工艺路线，单元规划层对所有机器聚类制造单元，工件调度层在各制造单元上调度工件。通过多层协调优化和制造单元聚类，结合改进的遗传算法搜索全局最优解，该算法可以实现在大型车间多单元协同调度，具有灵活的工艺路线、复杂度低和效率高等特点。

主权项

一种求解多工艺路线作业车间调度的分层优化算法，该算法涉及计算机执行制造系统领域，具体地涉及多工艺路线作业车间调度领域，该算法基于目标级联法的分层优化模型，通过多层协调优化和制造单元聚类，结合改进的遗传算法搜索全局最优解，其特征是：该算法的实施步骤如下：步骤1：初始化算法参数集，包括各层的允许误差值：、，反馈给上层的响应值：、迭代次数CN及进化代数VN；步骤2：在工艺规划层，根据工件的多工艺设置路线选择变量；步骤3：在单元规划层，应用因子分析法构造虚拟制造单元及工件到制造单元的初始分布，组成动态工件族，通过基因谱描述其过程；步骤4：在工件调度层，在各制造单元和工件族上，随机生成N个个体作为初始种群，应用择优选择、POX交叉、交换变异，以尽早加工为准则对各基因进行解码，计算其适应值，最终获得每个制造单元的最优调度方案；步骤5：反馈各制造单元的完工时间给单元规划层，并计算反应偏差和全局目标值，如果偏差小于允许误差，发送单元规划层的响应值给工艺规划层，使其判断迭代次数是否超过CN，如果是则转步骤6，否则更新所有工艺路线，进行下一次优化；如果偏差超过允许误差，在制造单元对基因谱执行标准交叉算子然后转步骤4；步骤6：输出保留最小总目标值的最优结果，优化结束。