[发明专利]一种存在中间存储约束的柔性作业车间分批优化调度方法

摘要

本发明公开了一种存在中间仓储约束的柔性作业车间分批优化调度方法，属于车间调度技术领域。包括建立柔性作业车间优化调度问题模型并初始化参数；考虑中间存储仓库存储量有限的约束条件；不同类型的工件批次加工路径任意；对不同类型的工件进行分批，确定其批量划分方案；各个工件批次以随机顺序按照其偏好概率选择各个工序上的生产设备；设备同样按照其偏好概率从其等待批次队列中选择合适的工件子批次进行加工处理；直至完成批次个数等于批次总数，获得本次调度方案；进行迭代运算，输出最优调度方法。通过上述方式，本发明能够大幅提高设备利用率，缩短整个生产周期，提高生产效率，实现柔性作业车间分批优化调度。

主权项

一种存在中间存储约束的柔性作业车间分批优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立如下柔性作业车间优化调度问题的数学模型：min Z＝cmax   (1)Cmax=max1≤m≤MΣn=1N(BNnm*ptnm)---(2)]]>Σm=1MsBNnm=BNpq---(3)]]>Rs≤Rmax   (4)Σn=1BNnmLn≤LR---(5)]]>Rs＝Ro+Rr   (6)式(1)为目标函数，Cmax表示最大完成时间；式(2)表示整个加工过程的最大完成时间的计算方法，其中：BNnm为机器um上批次n的批量大小，ptnm为批次n在机器um上的加工时间，N为总的批次数；式(3)为批量划分约束，表示在进行批量划分时应使同一工件分配到各并行机上的批量总和不变，保持为该工件的初始加工批量大小；式(4)表示每个生产级对应的中间仓库的仓位数是有限的；式(5)表示每个仓位中存放的工件总长小于等于仓位的长度，LR为仓位的长度；式(6)表示仓位数保持不变；步骤2：初始化，将当前最优目标值置为+∞，给出循环次数和各个经验参数取值，初始化优化模型中所有部分的属性和状态，将当前时间设置为0，定义设备响应时间矩阵，并把所有设备的设备响应时间设置为+∞，所有仓储占用资源数设置为0并将完成批次个数设置为0；步骤3：对各个工件批次进行分批操作，得到不同类型的工件子批次；步骤4：步骤3中得到的所有子批次以随机顺序按其偏好概率选择各个生产级上的设备，并到达设备的等待批次序列，被选中的设备更新状态，响应时间设置为当前执行选择的工件子批次上一道工序的完成时间；若为第一道工序，则响应时间设置为当前执行选择的工件批次进入调度环境的时间；步骤5：设备按照响应时间顺序执行加工行为，若设备上无工件子批次正在处理，则直接转至步骤6；否则完成当前处理批次并更新设备状态，将响应时间置为该子批次的完成时间，转至步骤7；步骤6：取步骤5中选中的设备，按照其偏好概率从等待批次队列中选择合适的子批次进行处理；如果选中，则将其响应时间设置为被选中的批次的完成时间；若没有选中且其批次任务等待队列不为空，则将该设备的设备响应时间置为其批次任务等待队列中所有子批次上道工序的完成时间的最小值；步骤7：如果该道工序结束后工件批次成为最终产品，则直接进入成品件仓库，上道工序的设备对应的仓储释放仓位资源，完成批次数加1，转至步骤9；否则向对应的中间仓库申请仓位资源，申请数量设置为转至步骤8；步骤8：若Rr≥Ra，其中Rr＝Rs‑Ro，Rs为生产级s上仓储的仓位总数，Ro为生产级s上仓储被占用资源数，则该批次对应的工件按类型不同分别存储进不同的仓位中，转至步骤9；否则停机等待；步骤9：若完成批次个数等于批次总数，则将本次调度结果与当期最优调度结果进行比较，如果本次调度结果优于当前最优调度结果，则保存本次调度结果为最优调度结果，否则，保持当前最优调度结果不变；步骤10：重新初始化各部分状态和设备响应时间及完成批次数，如果则转到步骤4，否则执行步骤11；步骤11：输出最优调度结果和甘特图，算法结束。