[发明专利]动态事件下的柔性作业车间重调度节能优化方法

说明书

本发明公开了一种动态事件下的柔性作业车间重调度节能优化方法，包括以下内容：为了解决机械加工过程中出现紧急任务插单或机床故障等动态事件干扰调度方案执行，首先分析了动态事件下柔性作业车间的工件加工过程能耗特性，然后以总能耗最低、完工时间最小和鲁棒性好为优化目标建立了面向节能的动态重调度优化模型，并采用优化算法进行优化求解，最后通过案例对比分析，验证了所提方法的有效性。

技术领域

本发明涉及机械切削加工领域，具体涉及动态事件下的柔性作业车间重调度节能优化方法。

背景技术

机械加工制造系统量大面广，且能量消耗总量大，是企业面临的一个关键问题。机械加工车间生产过程中，调度方案对车间能耗影响显著，在开展车间节能优化调度的同时兼顾调度传统优化目标，如完工时间、机床负载等，是绿色制造背景下的热点研究问题。

此外，机械加工过程中常出现一些临时突发状况，如机床故障、随机工件到达等。动态事件发生前，车间工件及机床信息已知且不会改变，将按照生成的调度方案开展加工直到车间工件都完工。若动态事件发生，则需重新确定车间工件的加工状况及机床可用信息，以此进行重调度，将工艺路线选择、机床选择等与重调度方案同时优化，以降低能耗和完工时间。

发明内容

本发明提供一种动态事件下的柔性作业车间重调度节能优化方法，以降低动态事件发生时柔性作业车间的能耗、最大完工时间和鲁棒性。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，即动态事件下的柔性作业车间重调度节能优化方法。它包括以下步骤：

步骤1：分析柔性作业车间动态事件发生时的机床加工能耗特性，步骤1：分析柔性作业车间动态事件发生时的机床加工能耗特性，建立能耗模型；

步骤2：以车间总能耗、完工时间和鲁棒性最小为优化目标建立动态事件下的柔性作业车间重调度节能多目标优化模型；

步骤3：制定动态事件下的重调度策略，并基于多目标引力搜索算法求解。

优选地，步骤1中分析柔性作业车间能耗特性的过程为：

柔性作业车间调度生产系统的总能耗可计算如下：

(1)切削加工能耗

式中r_j，g_jrs，b_m，y_jr，x_jrsm为0-1变量。若T_i^d时刻发生的动态事件为紧急插单，则否则若工件J_j在动态事件发生时进入重调度，则r_j＝1，否则r_j＝0；若工序O_jrs在动态事件发生时进入重调度，则g_jrs＝1，否则g_jrs＝0；若机床M_m在重调度时刻可用，则b_m＝1，否则b_m＝0；若工件J_j选择R_jr，则y_jr＝1，否则y_jr＝0；若O_jrs选择M_m加工，则x_jrsm＝1，否则x_jrsm＝0。

若时刻机床M_m发生故障，则正在加工的工序O_jrs停止加工，重调度时重新选择机床M_m’。工序O_jrs的切削加工能耗E_jrs与切削加工时间T_jrs随着重调度时选择机床的不同以及机床发生故障时刻的不同而发生变化。工序O_jrs在机床M_m上的切削加工能耗由切削时段能耗和空切时段能耗组成：