[发明专利]利用优先级策略混合遗传算法的炼钢连铸生产调度方法

权利要求书

1.一种利用优先级策略混合遗传算法的炼钢连铸生产调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，炼钢连铸调度控制器分别与炼钢厂的MES数据库及MES客户端系统连接并获取炼钢厂的MES数据库及MES客户端系统中的炼钢连铸计划数据；

S2，建立生产调度计划目标函数，所述目标函数为：

minZ＝α1×f1+α2×f2

其中，α1为连铸机偏离预定开浇时间所产生的惩罚费用系数，α2为炉次在生产中等待时间所产生的惩罚费用系数；α1和α2皆为算法可调参数；

f1表示各连铸机偏离预定开浇时间量的总和，f2表示各浇次内的所有炉次在生产过程中等待时间的总和，具体表示为：

f 1 = Σ q = 1 L | T q - t q | = Σ q = 1 L Σ i = 1 N | T q - t i , M , q S | , ]]>

f 2 = Σ i = 1 N Σ j = 1 M Σ k j = 1 Ω j t i , j , k j μ = Σ i = 1 N Σ j = 1 M Σ k j = 1 Ω j t i , j , k j S - t i , j - 1 , k j - 1 E - t [ ( j - 1 , k j - 1 ) , ( j , k j ) ] d = Σ i = 1 N Σ j = 1 M Σ k j = 1 Ω j t i , j , k j S - ( t i , j - 1 , k j - 1 S + t i , j - 1 , k j - 1 ) - t [ ( j - 1 , k j - 1 ) , ( j , k j ) ] d , ]]>

其中，L为连铸机的数量；Tq为第q台连铸机预定的开浇时间；tq为第q台连铸机实际的开浇时间，即炉次i在工序M设备q上加工的开浇时间为

N为炉次总数，i为加工炉次，M为工序总数，Ωj为炉次i在工序j上可用设备的集合，是为炉次i在工序j-1设备kj-1和工序j设备kj之间的运输时间；工序j-1为工序j的紧前工序，设备kj-1为设备kj的紧前设备；

Kj为工序j上所有设备集合，为炉次i在工序j设备kj上作业前的等待时间；

为炉次i在工序j设备kj上加工的开始时间；为炉次i在紧前工序j-1设备kj-1上的开始时间；为炉次i在紧前工序j-1设备kj-1上的结束时间；为炉次i在紧前工序j-1设备kj-1上的加工时间；

S3，建立约束条件集，所述约束条件集包括如下约束条件之一或任意组合：各浇次内炉次的连浇约束条件，炉次在工序前有限等待时间约束条件，机器能力析取约束条件，炉次在每道工序上最多被加工一次的约束条件，同一炉次要等到前一工序加工完才可进行下一工序加工的约束条件，设备最早可用约束条件，可选设备约束条件，生产中时间不确定性约束条件；

S4，利用优先级策略混合遗传算法对目标函数进行迭代运算，求取决策变量，具体的算法包括如下步骤：

S41，进行模型初始化：输入模型参数信息并且初始化遗传算法迭代计数器t＝0，产生种群规模为Q的初始种群P(t)；

S42，计算可行解：确定的染色体编码，依据时间分布规律随机产生作业时间，根据逆流程的倒推计算和设备上的冲突消除方法得到无时间冲突的生产调度计划；

S43，进行种群遗传优化：依据设备的任务加工权重，通过结合现实环境中设备选择优先级策略的遗传变异、交叉操作，进行种群进化，产生优化解并输出；

S5，控制器根据输出的最优解得到优化的炼钢-连铸生产调度计划，并对生产运行系统实施有效控制。