[发明专利]基于离散云进化算法的设备优化布局方法

权利要求书

1.基于离散云进化算法的设备优化布局方法，其特征在于：包括建立设备线性排列优化布局模型的目标函数及约束条件、个体编码及种群设置、适应度函数构建、精英选择与进化、变异操作；

所述目标函数考虑设备的搬运成本、搬运频率以及搬运距离；

所述个体编码采用离散数列的编码方式；

所述适应度函数构建时，设定自动分行规则并计算各设备的位置坐标；

所述变异操作包括设备的排列顺序变异进化和净间距值的变异进化，其中，净间距值是指在不影响一行上设备可布置台数前提下的间距调节值，净间距值优化采用随机变异、择优选择的策略；排列顺序的变异进化包括确定个体分量交换对数量、通过精英个体变异产生新的种群、设置云模型参数的控制策略、设置迭代中的突变策略；

在确定个体分量交换对数量时，设期望的个体分量交换对数量为Et，给定熵En，超熵He，根据正态云模型计算出云滴t_i，限定实际交换对数量N_C的取值范围为[1,n]，其中n为加工设备的台数；

设置云模型参数的控制策略时，采用正态云模型中三个参数Et，En和He来随机确定交换对数量；在精英个体局部求解时采用指数衰减方法逐步减小Et，En和He的取值。

2.根据权利要求1所述的基于离散云进化算法的设备优化布局方法，其特征在于：所述设备线性排列优化布局模型的目标函数如式(1)所示：

上式中，C表示物料搬运成本；c_ij表示设备i、j之间单位距离的搬运费用；f_ij表示设备i、j之间零件的搬运频率；D_ij表示设备i、j之间的搬运距离；n表示加工设备的台数；

假设设备M_i位于第r_i行，设备M_j位于第r_j行，则D_ij按下式计算：

其中，L为车间设备布局区域的长度，x_i和x_j分别表示设备i、j中心点的X轴坐标，minL₀表示为物料搬运时留出的设备间最小间距；

其中，y_i和y_j分别表示设备i、j中心点的Y轴坐标；

采用式(1)进行目标值优化时，需建立以下约束条件：

约束条件1：两设备间不能重叠，满足如下条件：

|x_j-x_k|≥(ml_j+ml_k)/2+dxmin_jk (3)

|y_i-y_k|≥(mw_i+mw_k)/2+dy_ik (4)

其中，ml、mw表示设备的长度和宽度；设备j和设备k位于同一行；dxmin_jk表示两台设备间的最小许用间隔；dy_ik表示相邻两行设备间的最小间距值；

约束条件2：设备边界不超出允许的布局范围，且与布局范围边界留有距离，满足如下条件：

x_j-minL₀≥ml_j/2 (5)

y_l-W₀≥mw_l/2 (6)

x_j+ml_j/2+minL₀≤L (7)

y_l+mw_l/2+W₀≤W (8)

其中，W₀表示设备沿Y方向到布局区域边界的最小距离；W表示车间设备布局区域的宽度；设备l与设备j不在同一行；

约束条件3：任一设备只能在某行出现一次，且任一行上至少有一台设备，需满足以下条件：