[发明专利]基于改进类电磁机制算法的绿色柔性作业车间调度方法

权利要求书

1.一种基于改进类电磁机制算法的绿色柔性作业车间调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对于车间和任务相关属性的数学定义及参数表示，具体包括作业车间固有属性、调度任务固有属性、车间-任务匹配属性；

(2)利用车间和任务相关属性参数，分别建立最大完工时间MKS、总能耗TEC、总成本TPC、无用碳排放WCE、逆加工能量利用率IPPE五项优化指标的数学模型，并通过决策者偏好序列进行加权以及归一化处理建立目标函数；

(3)利用改进类电磁机制算法求解目标函数，具体实现如下：

①确定编码方式，使用两段等长的数字序列对调度方案进行编码，两段数字序列分别表示工序排序和机器选择，其中工序排序数字序列中每道工序对应的数字大小代表加工顺序，序列由小到大排列、并调整同一任务的工序顺序后即生成工序排序；机器选择数字序列中每道工序对应的数字即代表加工机器的编号；

②确定种群的容量，并针对种群中的个体，在[0，10]内的正实数区间内随机生成工序排序数字序列、在工序可用的机器范围内随机生成机器选择数字序列，每个拥有两段数字序列的个体即代表一个调度方案；

③根据步骤(2)中建立的数学模型计算种群中个体i的五项目标函数值，并根据目标函数值计算其携带电荷量qi、所受总库仑力Fi，并依据总库仑力方向以预定步长移动个体；

④在[0，1]区间内生成随机数r，并判断r是否小于磁偏转概率P，如果是，则计算种群中个体i所受磁场力F_mi，并根据磁场方向以预步长移动个体；否则，直接执行⑤；

⑤将种群中个体的机器选择数字序列做取整操作，然后计算种群中个体的每项优化指标值，将非支配解存入解集档案中，并将更新后的解集档案中被其他解所支配的解从档案中删除；

⑥如果迭代循环次数达到预设值，则将解集档案中目标函数最优的解作为最优调度方案输出；否则，返回③。

2.如权利要求1所述的一种基于改进类电磁机制算法的绿色柔性作业车间调度方法，其特征在于：所述步骤(1)的具体实现还包括：

作业车间固有属性指作业车间自身拥有、且与需要调度的任务无关的属性，包括车间配备加工机器的种类和数量、每台机器空转运行的功率、车间当前用电价格、车间辅助设备运行功率、车间能耗-碳排放转化率；

调度任务固有属性指调度任务自身拥有、且与加工车间和环境无关的属性，包括任务数量、每项任务包含的工序种类和数量、每项任务包含工序的加工顺序、每项任务的空闲持有成本；

车间-任务匹配属性指除作业车间固有属性和调度任务固有属性外、调度任务和加工车间之间相互关联的属性，包括每项任务包含工序的可用机器数量和编号、每项任务包含工序在不同机器上的加工时间和功率、每项任务包含工序在不同机器上的配置时间和功率。