[发明专利]一种基于改进粒子群优化的运输和生产协同调度方法

说明书

技术领域

本发明属于供应链领域，具体地说是一种基于改进粒子群优化的运输和生产协同调度方法，用于企业的生产调度管理中。

背景技术

在当前市场环境下，制造型企业的核心竞争力不再是简单的制造能力，而是供应链协作能力。市场竞争的加剧，使企业之间的合作越来越密切。为了将技术、资源等集中在生产的关键环节，企业往往将某些工序外包给多个制造商。不同的制造商往往位于不同的地理位置，这就导致了企业和不同制造商之间存在不同的运输时间。企业只有与其他制造企业一起协同将运输、生产等环节进行全局控制，进一步将生产系统和物流运输系统进行联合优化，才能最大限度满足客户产品的及时供给，从而获得总体经济效益的最大化，提升企业的竞争能力。

协同调度是一类面向供应链的优化方法，采用精确调度的方式，设计供应链上各环节的协同调度方案，实现企业总体经济效益的优化，从而提升企业的服务水平。

目前，对协同调度问题的研究主要集中在传统生产模式下，在这类生产模式中，一台设备可以同时处理一个作业或者一批固定数量的作业，但往往没有考虑到多个制造商分布在不同地理位置的情况。在现实工业中，这类生产模式是存在的。而传统的调度方法往往将运输时间忽略或者抽象为相同的，因此并不能适应当下的生产需求。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种基于粒子群优化的生产配送协同调度方法，以期能实现总体经济效益的最优化，从而能降低生产成本，提升工作效率。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于改进粒子群优化的运输和生产协同调度方法的特点是，将处于工件集合处的n个工件进行分批处理后，通过运输车辆送达到m台设备处进行生产加工；所述n个工件构成的工件集合记为J＝{J₁,J₂,…,J_j,…,J_n}，J_j表示第j个工件，1≤j≤n；将第j个工件J_j的尺寸记为s_j、加工时间记为p_j；所述m台设备记为M＝{M₁,M₂,…,M_i,…,M_m}，M_i表示第i台设备，1≤i≤m；将第i台设备M_i加工工件的速度记为v_i，将从所述工件集合处到达第i台设备M_i的运输时间记为t_i；将运输车辆的容积和加工工件设备的容积均记为C；

所述运输和生产协同调度方法是按如下步骤进行：

步骤1、将所述工件集合J中的工件按加工时间非增的顺序进行排序，若加工时间相同则按工件尺寸非增的顺序进行排序，从而获得排序后的工件集合J′；

步骤2、将所述排序后的工件集合J′中的第1个未分配的工件放入能容纳所述第1个未分配工件的尺寸且剩余空间最小的批中，批的剩余空间为容积C与放入相应批中所有工件尺寸之和的差值；若批的剩余空间中不能容纳第1个未分配工件的尺寸，则生成容积为C的新批，并将第1个未分配的工件加入新批中，直至所述工件集合J′中的所有工件都分配到相应的批中；

步骤3、将步骤2中得到的所有批按批处理时间非增序排列，得到批处理集合B＝{b₁,b₂,…,b_q,…,b_l}，b_q表示第q个批，将第q个批的加工时间记为p^(q)，第q个批b_q的加工时间p^(q)是由第q个批b_q中加工时间最长的工件决定；批次总数记为l，表示不小于x的最小整数；

步骤4、初始化粒子群算法的各个参数，包括：粒子总数N、迭代次数L、最大迭代次数L_max、交叉概率P_c1和P_c2，1≤L≤L_max；并初始化L＝1；

步骤5、产生初始种群，获得第L代的第k个粒子的初始位置和初始速度和分别表示第L代中第k个粒子在第d维搜索空间上的位置和速度，其中，1≤d≤l；1≤k≤N；

步骤6、计算第L代中第k个粒子的适应度从而获得第L代中第k个粒子的局部最优解其中，表示第L代中第k个粒子在第d维搜索空间上的最优位置；