[发明专利]一种面向基础元器件加工工艺的优化调度方法

摘要

本发明涉及一种面向基础元器件加工工艺的优化调度方法，针对基础元器件加工过程中存在的加工时间过长、基础元器件加工设备能耗较高和设备负载不均衡等缺陷，设计一种工艺路径优化调度方法。首先，建立基础元器件加工工艺模型；其次，根据加工过程中的工艺和制造资源约束，建立约束关系；最后，结合模型问题，改进了增强学习算法来对模型进行求解，完成对基础元器件加工工艺路径的优化调度。本发明能够显著提高基础元器件加工效率，降低基础元器件加工设备成本，提高资源利用率，适用于基础元器件制造领域单件小批量生产的工艺路径优化调度。

主权项

1.一种面向基础元器件加工工艺的优化调度方法，其实现步骤如下：第一步，建立基础元器件工艺路径数学模型，所述数学模型包括能耗模型、时间模型和负载均衡模型；①所述能耗模型的计算为：基础元器件加工设备能耗等于工作能耗与待机能耗之和，能耗模型为：Ei＝Ei工+Ei待Ei工＝Pi工×ti工Ei待＝Pi待×ti待其中，Ei描述加工设备总能耗,i＝1,2,…,n表示设备数目，Ei工描述加工设备i在加工过程中产生的能耗，Ei待描述加工设备i在待机过程中产生的能耗，Pi工描述设备i的加工功率，ti工描述设备i的加工时长，Pi待描述设备的待机功率，ti待描述设备i的待机时长；基础元器件加工车间设备总能耗为基础元器件加工车间中所有加工设备能耗之和：其中，E总描述所有加工设备的总能耗，即优化目标一；②所述时间模型计算为：基础元器件加工设备待机时长由基础元器件加工设备加工完成时间减去加工开始时间与加工过程中基础元器件加工设备的加工时间之和计算得到，时间模型为：ti待机＝ti完成‑ti工‑ti开始其中，ti开始表示零件在设备i上的加工开始时间，ti完成表示零件在设备i上的加工结束时间，ti待机设备i在加工零件期间的设备i待机时长，ti工表示设备i正常工作的时间，即加工零件的时长，max{ti完成}为总的加工完成时间，即优化目标二；③所述负载均衡模型计算为：基础元器件加工设备负载均衡性由车间中每台加工设备加工时长的方差来计算，负载均衡模型为：其中，表示所有加工设备加工时长的平均值，L表示每台加工设备加工时长的方差，即为优化目标三；第二步，在建立工艺路径数学模型之后，确定数学模型中的基础元器件工艺与加工车间的制造资源约束，具体约束条件表述如下，需全部满足以下4条约束条件：①同一台设备在同一时刻只能加工一道工序；②同一零件的不同工序不能同时加工；③同一道工序只选择一台设备进行加工；④零件实际加工的工序在零件的工序集合之内；第三步，改进增强学习算法来优化工艺路径优化工艺路径；采用改进后的Q学习算法，结合基础元器件的加工工艺和制造车间的加工设备进行工艺路径的优化，优化过程中得到的每一条加工工艺路径需满足第二步中的4条约束条件，否则该条加工工艺路径不合格须舍弃然后对加工工序序列进行重新排列寻优。优化完成后得到最优的零件的加工工艺路径即零件的加工工序排列组合，每道工序所对应的加工设备。