[发明专利]一种考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度方法，结合实际作业车间的生产需求，针对柔性作业车间调度受生产准备时间和工件批量的影响，构建考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度模型。采用改进的遗传算法，基于双层编码的方式，以最小化最大完工时间为优化目标，通过合理划分工件批量，实现调度目标的优化。同时，针对工件批量加工时等量分批方法柔性不足的特点，采用柔性分批方法对工件进行动态批量划分。该方法将车间实际生产过程中工件所需要的准备时间与工件批量加工结合到一起，充分考虑了车间实际生产情况，满足车间生产的实际要求，有助于解决实际柔性作业车间调度问题。

技术领域

本发明涉及应用于柔性作业车间调度技术领域，特别涉及一种考虑准备时 间和工件分批的柔性作业车间调度方法。

背景技术

车间调度是制造系统的基础，在满足约束条件的情况下，通过优化生产性 能指标，充分利用生产资源合理地安排不同种类工件的作业加工次序，以缩短 生产时间，降低企业的生产成本，提高企业的竞争力。柔性作业车间调度问题 (Flexible Job ShopScheduling Problem，FJSP)是作业车间调度问题(Job Shop Scheduling Problem，JSP)的扩展。在FJSP问题中，机器的柔性提高了作业车间 的执行效率，同时，扩大了可行解的范围，增加了问题的难度。目前，关于作 业车间调度问题的研究主要体现在采用遗传算法解决工序排序问题上。但是结 合作业车间实际生产过程，仍然存在以下问题：

1、车间生产过程中，生产准备过程需要一定的生产准备时间，进行刀具的 准备、更换及机床调整等工作；2、工件批量加工时，多采用等量分批方式进行 批量分割，工件的子批数量和子批批量缺乏柔性；3、工件的批量划分和工序调 度优化之间是分离的。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种考虑准备时间和工件 分批的柔性作业车间调度方法，该方法考虑了工件在加工过程中需要准备时间 以及工件批量加工时需要分批的情况，将两者结合到一起，合理地安排各工件 的加工路线，以实现最大加工时间的最小化，提高生产效率，用于支持柔性作 业车间调度决策。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度方法，包括以下步骤：

步骤1：根据柔性作业车间调度特点，建立考虑准备时间和工件分批的柔性 作业车间调度模型；

步骤2：采用FR分批方法对工件进行批量划分；

步骤3：采用改进的遗传算法求解模型，得到最大完工时间的最小值，所述 遗传算法求解模型包括编码、解码、选择、交叉和变异。

所述步骤1中考虑准备时间和工件分批的柔性作业车间调度模型中的符号 定义；根据柔性作业车间工件批量加工的特点，建立约束条件，建立目标函数；

所述步骤2中FR分批方法是指工件批量加工时，对工件进行批量划分的柔 性分批方法。

所述步骤3中编码是指用于解决工件分批和各工件子批工序调度排序问题 的双层编码方法。

所述步骤3中解码是指先对上层编码中的工件分批编码进行解码，再对子 批工序调度编码和机器选择编码进行解码。

所述步骤3中选择采用锦标赛选择方式对染色体的基因进行选择，保留种 群中的最优个体。

所述步骤3中交叉是指在双层编码中，对上层工序分批编码部分进行单点 交叉操作。

所述步骤3中变异是通过随机改变染色体上的某些基因以产生新的个体， 增加种群的多样性。

本发明的有益效果：