[发明专利]一种基于构造型启发式算法的流水车间生产线调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制与信息技术领域，尤其涉及一种基于构造型启发式算法的流水车间生产线调度方法。

背景技术

流水车间生产线调度是制造企业生产过程中非常重要的问题，良好的调度策略将极大的提高生产效率。总完工时间(makespan)是调度过程中一个非常重要的性能指标，总完工时间最小可使得资源更加有效利用、任务更迅速传递及在制品库存最小。目前的流水车间生产线调度方法分为两种类型，一种为穷举法，如动态规划法、分支定界法等，虽然可以对工件的加工顺序得到最优的调度，但是这些方法的搜索空间会随着工件数量的增加呈指数式急剧增长，计算复杂度高，对机器硬件的要求较高，难以应用在大规模的流水车间生产线调度上；另一种方法为启发式算法，包括元启发式算法与构造型启发式算法，目前提出的构造型启发式算法如(1)Palmer算法——Palmer D S.Sequencing Jobs through a Multi-Stage Process in the Minimum Total Time-a Quick Method of Obtaining a near Optimum[J].Operational Research Quarterly，1965，16：101-107；(2)Gupta算法——Gupta J.A Functional Heuristic Algorithm for the Flowshop Scheduling Problem[J].Operational Research Quarterly，1971，22：39-47；(3)CDS算法——Campbell H G，Dudek R A，Smith M L.A Heuristic Algorithm for the n-Job，m-Machine Scheduling Problem.[J].Management Science，1970，16：630-637；(4)RA算法——Dannenbring D G.An Evaluation of Flow Shop Sequencing Heuristics[J].Management Science，1977，23(11)：1174-1182；(5)NEH算法——Nawaz M，Enscore E，Ham I.A Heuristic Algorithm for the m Machine，n Job Flow Shop[J].OMEGA：The International Journal of Management Sciences，1983，11(1)：91-95等，以上几种构造型启发式算法中以NEH算法的性能最佳。然而，NEH算法在实现过程中需要通过多次计算拟定工件序列的总完工时间并进行比较，因此，计算复杂度将远大于其他构造型启发式算法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种具有较高的调度性能，同时计算复杂度较低的基于构造型启发式算法的流水车间生产线调度方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于构造型启发式算法的流水车间生产线调度方法的实施例，该方法包括如下步骤：

S1、若n个工件在m台机器上加工，设p_i，j为第j个工件在第i台机器上的执行时间，构成矩阵P，其中i＝1，2，Λ，m；j＝1，2，Λ，n，工件之间的初始排序为π′＝[P₁，P₂...P_j...P_n]，工件之间的最终排序为π，π初始为空；

S2、定义其中1≤i＜j≤n，1≤u＜v≤m；

S3、判断是否存在R(P_i，P_j)＝1或0，若存在，则进入步骤S31；否则，进入步骤S32；

S31、判断R(P_i，P_j)＝1是否成立，若成立，则将P_i的加工顺序置于P_j之前，同时将P_i，P_j加入π中，并从π′中删除，若不成立，则将P_j的加工顺序置于P_i之前，同时将P_j，P_i加入π中，并从π′中删除；

S313、从π′中取出一列P_k；