[发明专利]一种车间多行布局的建模和求解方法

摘要

本发明公开了一种车间多行布局的建模和求解方法，针对车间总体布局问题，考虑更多约束情况，建立符合实际布局情况的精确数学模型，并采用基于混合编码技术的遗传算法进行优化求解。首先基于多行布局的混合整数规划模型，将通道、间距和横竖放置等实际要素转化为约束条件，构建精确数学模型；其次采用混合编码技术，利用系统布置方法布局解嵌入改进遗传算法的初始种群中，进行合理的参数设置和选择合适的操作策略，避免算法陷入局部最优解，提高搜索能力和效率；最后经过迭代寻优后，获取更加满意的最优布局解。本发明通过构建精确模型和求解方法，可获得更加理想和更符合工程实际的车间总体布局。

主权项

1.一种车间多行布局的建模和求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于多行布局的MIP模型的车间总体布局建模采用三层式布局方法，第三层布局根据现场的多重约束和规则，构建优化函数并求解，其目标函数为：式中：fij为功能区i至功能区j的搬运频率，cij为功能区i至功能区j的单位搬运成本，αi、βi是功能区i矩心的x和y坐标，αj、βj是功能区j矩心的x和y坐标；步骤2：采用基于混合编码技术的遗传算法求解，具体为：1)进行染色体编码基因编码方式由功能区排列顺序、间距、横竖放置3部分构成，并采用混合的编码结构，即功能区排序时采用整数编码，间距采用实数编码，横竖放置采用二进制编码技术；2)产生初始种群初始种群由系统布置方式获取的部分布局方案，再加上随机种群构成；3)评价种群、进行选择操作；4)交叉操作功能区排序层是整数编码，采用部分映射交叉；间距层为实数编码，采用算数交叉；功能区横竖设置层是二进制编码，采用两点交叉；5)变异操作功能区横竖设置基因段选择基本位变异算子；功能区排序基因段则选择逆转变异算子，即在基因段上随机产生2处位置，再将这2处位置上的基因值进行互换；间距使用的是实数编码，首先根据变异概率找到变异点，在[Wmin,Wmax]区间随机产生k个功能区间距值，并分别替换变异点的间距值，从而得到k个染色体，计算出这些染色体的适应度值，用适应度最高间距值来代替原有的间距值；6)进化及终止达到设定的最大进化迭代次数则终止迭代；7)解码输出最优布局解。