[发明专利]一种家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的优化调度方法

说明书

本发明公开了一种家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的优化调度方法，属于生产车间智能优化调度技术领域，首先通过冷轧厂前一个月生产数据和加工人员的先验知识，用模糊数来表示不确定的加工时间和交货期，然后建立家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的调度模型，并确定此模型的优化目标，最后使用基于新型教与学优化算法的优化调度方法对该调度模型的优化目标进行优化；本发明用三角模糊数和梯形模糊数来分别表示具有不确定性的钢板加工时间和交货期，可更客观地描述冷轧厂的实际生产情况；所设计的目标函数计算方法可精确地计算客户满意度；本发明可在较短时间内获得家电用冷轧及涂镀钢板加工过程调度问题的优质解，提升客户满意度，增加企业的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的优化调度方法，属于生产车间智能优化调度技术领域。

背景技术

冷轧及涂镀钢板作为一类重要的加工材料被广泛应用于各种家电产品之中，应用这类材料的家电品种和部位主要如下：冰箱用面板、侧板、洗衣机箱体、空调室外机箱体、电脑机箱、微电机壳体、传真机、打印机、复印机等办公设备的内部件，影音设备的外壳等。目前，家电用冷轧及涂镀钢板的国产化比例逐步上升，随着国内外冷轧钢板制造业的市场竞争日趋激烈，如何提高冷轧钢板制造过程中的生产效率，并尽可能地在客户需要的交货期内交货，已经成为提高企业经济效益和市场竞争力的关键。

对于冷轧及涂镀钢板的加工工艺，整个过程一般包括以下几个环节：酸洗、冷轧、脱脂、退火、平整、涂镀和精整。但由于不同家电产品对钢板的尺寸，板型，厚度，表面等品质要求有所不同，所以冷轧企业不仅需要具备大批量钢板的生产能力，还要能适应市场需求，生产多种类型的冷轧钢板产品。目前，冷轧钢板制造企业为了解决这种产量和批量的矛盾，大多采用柔性制造模式，譬如在加工的每个环节都配备一套或多套可相互替换的机组，以此来保证制造能力的柔性和生产作息的柔性。另外，为了提高生产效率，冷轧厂大多采用合同组批的形式来进行生产调度，所谓合同组批就是把未处理的产品合同中，交货期和产品类型相同的合同组合为一个批次，以批次为单位进行批量加工。综上所述，家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的特点在于，每个批次的钢板根据客户的需求，按相应的工艺流程进行加工，加工的过程中每个工序选择可使用的一套机组进行加工，一套机组最多在同一时刻只能加工一批钢板，然后选择可用机组进行下一步工序的加工，直至加工完所有工序。

家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的调度问题属于一类典型的柔性作业车间调度问题，在制造过程中制定高效的调度方案对缩短制造周期，提升企业经济效益至关重要。但是目前冷轧钢板制造企业在冷轧及涂镀钢板的加工过程中普遍存在以下两个问题：第一，冷轧及涂镀钢板的订单需求量较大，但制造时间较长，难以保证准时交货；第二，在进行生产调度时，往往假设加工时间，交货期是精确值，但是在实际生产中由于存在设备故障、机组定期检修,工人的熟练度有所不同等不确定性因素,并且客户提出的交货期也不会是一个精确的时间点(既可以容忍适当的延迟或提前交货)，这就导致调度计划往往与实际生产相脱节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的调度问题，在考虑加工时间和交货期不确定的情况下，提供一种客户满意度计算方法，在此基础上提出一种基于新型教与学优化算法的优化调度方法，通过求解家电用冷轧及涂镀钢板加工过程调度问题的优质解，提高客户满意度，增加企业的经济效益。

本发明采用的技术方案是：一种家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的优化调度方法，包括以下步骤：

(1)首先通过冷轧厂前一个月生产数据和加工人员的先验知识，用模糊数来表示不确定的加工时间、完成时间和交货期；

(2)然后建立家电用冷轧及涂镀钢板加工过程的调度模型，并确定此模型的优化目标；其中调度模型依据每个批次的冷轧及涂镀钢板在各个机组上的加工完成时间来建立，实际生产中，受设备故障、机组定期检修,工人的熟练度有所不同等诸多不确定因素影响，加工时间很难精确预知，完成时间只能估计在某个区间，故在此用三角模糊数来表示加工时间和完成时间；