[发明专利]面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划方法

说明书

本发明公开了一种面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划方法，包括以下步骤：S1、根据面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划问题，建立优化目标函数以及约束条件；S2、结合滚动窗口技术，提出后移重调度和完全重调度两种调度策略，并将两种调度策略分别与原方案合并，得到新的调度方案；S3、对两种新的调度方案进行比较，找出最优方案。本发明在离散制造过程中发生动态扰动事件时，可提供适用于动态离散制造环境的动态调度策略，以减少动态扰动因素造成的损失，能够提高离散制造企业生产效率、降低生产成本。

技术领域

本发明属于智能制造领域，具体涉及一种面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划方法(Dynamic Integrated Job Shop Scheduling and Assembly SequencePlanning,DIJSSASP)。

背景技术

在如今科学技术快速发展和经济全球化的世界中，被称为“国民经济支柱”的离散制造业已经有了翻天覆地的变化，以更好的适应全球市场竞争中制造业的新局面。为了在市场中获得竞争优势，企业必须不断扩大的生产来获得更大的利益，这就对企业的生产管理有了一定的要求，在尽可能的降低生产成本，以获取更多利益的同时，按约定时间完成生产并交付产品，以免对企业信誉的产生影响，这就需要企业制定合适的生产方案。同时在实际的车间制造系统中，会出现大量的、不可预见的或随机的动态扰动事件，一旦发生了动态扰动事件，原本确定的生产方案将不再适用，这将导致生产时间延长，制造成本增加，甚至会导致一系列不可挽回的后果，例如企业声誉的下降。因此企业需要快速在原定方案的基础上，快速调整，产生新方案。

目前的研究主要集中在静态车间调度以及动态车间调度，但是在生产过程中，加工与装配是两个密不可分的过程，动态扰动事件的发生不仅只是对后续零件的加工过程有影响，同时也会对后续的装配过程有影响。目前，对于离散制造中，如何同时考虑动态扰动事件对零件加工过程和装配过程的影响，从而实现综合性能最佳的车间调度方案和产品装配方案，还未有有效的技术方法和手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在离散制造过程中发生动态扰动事件时，可提供适用于动态离散制造环境的动态调度策略，以减少动态扰动因素造成的损失，能够提高离散制造企业生产效率、降低生产成本的面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划方法，包括以下步骤：

S1、根据面向离散制造的动态集成车间调度与装配序列规划问题，建立优化目标函数以及约束条件；

S2、结合滚动窗口技术，提出后移重调度和完全重调度两种调度策略，并将两种调度策略分别与原方案合并，得到新的调度方案；

后移重调度是指在保持原本方案中加工和装配序列不变的前提下，找出因为机器故障或者返工零件插入受到影响的加工工序和装配零件，原本未受到影响的加工工序和装配过程继续进行，将受到影响的加工工序的加工时间和装配零件的开始时间依次向后推移，由此产生新的生产方案；

完全重调度，即将不受动态扰动因素影响的零件的工序集合，在调度窗口和等待窗口中所有等待加工的零件的工序集合以及未调度的零件的工序集合全部收集，重新放入调度窗口中进行新一轮的调度；

S3、对两种新的调度方案进行比较，找出最优方案。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下子步骤：

S11、建立以下目标函数：

(1)静态环境下的优化目标：优化目标是使生产过程中零件的总生产完成时间和总库存时间最小；对于有n个零件组成的产品，给定的装配序列S：{Se1,Se2,.....,Sei,.....,Sen}，用F₁表示的产品的生产总完成时间：