考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法
【专利说明】
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技术领域： 本发明涉及一种考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法。
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【背景技术】： 柔性综合调度定义为：加工工艺图具有树形结构特征的复杂单产品，其工序节点可以 在设备资源中的一台或多台设备上加工(加工时间和费用可以不相同)。目前柔性综合调度 方法分为两大类，一类是先确定所有工序的加工设备，而后将问题转化为加工设备唯一的 一般综合调度问题处理；另一类是逐步确定各个工序的加工设备和其加工时间。
[0003] 目前柔性综合调度方法只考虑产品完工时间这一单目标，导致产品生产成本有时 过商。
[0004]
【发明内容】
： 本发明的目的是为了解决目前柔性综合调度方法只考虑产品完工时间这一单目标，导 致产品生产成本过高的问题，提供一种考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法。
[0005] 考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法。
[0006] 上述的目的通过以下的技术方案实现： 一种考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法，采用分层双目标优化模型，第1层 次只考虑时间，即缩短产品完工时间，第2层次只考虑费用，即降低加工总费用，通过采用 设备累计时间平衡策略优化柔性综合调度第1层次目标，采用木桶原理中的短板思想实现 柔性综合调度第2层次目标，所述的采用分层双目标优化模型包括如下步骤：初始化综合 调度任务所有工序节点的属性数据，进行工序节点排序；工序节点设备分配.。
[0007] 所述的考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法，所述的初始化综合调度任务 所有工序节点的属性数据：综合调度任务为m台设备η个工序，用P表示工序的编号，用D 表示工序的加工设备信息集，元素 D是对象，D. size表示工序可以在D. size台设备上加工， D. get (j)表示工序可以在D. get (j)号设备上加工，工序在D. get (j)号设备上的加工时间、 工费分别是D. get (j) · time、D. get (j) · cost;用N表示P的紧后工序； .首先录入所有工序节点的P，D，N属性，然后初始化工序节点的其它属性，区间加工 时长属性span、层属性layer、区间路径属性path、紧前工序个数count、节点集编号solo、 头部标志似head; (2) 所述的工序节点排序：根据初始化的工序属性依次采用层、区间路径、区间时长三 条规则来确定工序之间的排序,最后将排好序的工序编号存入数组sort []; (3) 所述的工序节点设备分配：针对工序开始时间受其多个紧前工序中最晚结束工序 的影响，对不同的工序采用木桶原理中的短板思想和设备累计时间平衡策略进行工序的设 备分配。
[0008] 所述的考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法，通过采用设备累计时间平衡 策略优化柔性综合调度第1层次目标包括如下步骤： 步骤1:建立加工工艺树类Tree，建立工序节点类Node，Node的类变量P，D，N， span, layer, path, count, solo, head, sTime, eTime, endDev分别表不工序编号、工 序加工设备信息集、紧后工序、区间时长、层、区间路径、紧前工序个数、节点集编号、头部标 志位、在选定设备上的加工开始时刻、在选定设备上的加工结束时刻、选定的加工设备；4. Tree的类变量数组N〇des □，用来存放所有工序节点，类型是Node，Tree的类变量R，maxL， sort □分别用来存放根节点、工艺树层数、工序排序数组； 步骤2:输入调度任务的η个工序节点数据P，D，N，将η个工序节点按编号顺序存入 Tree. Nodes;其中，N是P的紧后工序，即工艺树中边的指向是P号节点指向N号节点； 步骤3:初始化工序节点的区间时长属性span,遍历Tree. Nodes,工序Nodes [i]的区 间时长属性下限Nodes[i]. span, low等于该工序加工设备信息集Nodes[i]. D中加工时间 最小的时间；工序的区间时长属性上限span, up等于该工序加工设备信息集D中加工时间 最大的时间； 步骤4:初始化工序节点的层次属性layer、区间路径属性path，规定根节点R. Iayer=I，R. path=R. span;按层推进，1层只有根节点，那么所有以1层工序为紧后工序的工 序节点，其层属性等于1+1=2,区间路径等于自身区时长径加上各自紧后工序的区间路径， 重复以上直到某层中的工序都没有紧前工序，记录该层为maxL; 步骤5:初始化工序节点的孩子个数count属性，遍历Tree. Nodes，Nodes[i]. count等 于Nodes [i]的紧前工序个数； 步骤6:初始化工序节点的节点集solo属性,遍历Tree. Nodes,查找紧前工序数大于1 的节点，这样的节点个数等于节点集的数量，将这些节点的紧前工序编为对应的节点集；其 它节点solo=0; 步骤7:初始化工序节点的头部标志head属性,遍历各个节点集,查找各个节点集内 部区间加工时长下限最大的工序，将之头部标志位标志为true;节点集其它节点标志为 false； 步骤8:获取排序数组sort，首先按层属性排列，层属性大者级别高；若层相同，区间路 径中点大者级别高；若区间路径中点相同，区间路径宽度大者级别高；若区间宽度相同，区 间时长中点大者级别高；若区间时长中点相同，区间时长宽度大者级别高； 步骤9:主循环体，i=0,所有设备的Cumulate=O; 步骤10:检查工序sort [i]的节点集solo属性，若为0转步骤11，若大于0,检查工序 sort [i]的头部属性，若为true转步骤11，若为false转步骤12; 步骤11:在工序s〇rt[i]的可加工设备中选择累计时间最少的设备为该节点加工设 备；若设备不唯一按sort [i]· D中最短用时确定加工设备；若设备不唯一，按sort [i]· D中 费用最少原则确定工序sort [i]的加工设备，转步骤14; 步骤12:检查工序sort [i]的节点集solo属性，找出这个节点集的全部已经调度完 毕工序所使用的设备存入集合iDev，设nowj为该节点集的头部节点则iTime=nowJ. span, low;遍历工序sort [i]的加工设备信息集sort [i] · D，按加工费用从小到大排序，将排好序 的设备号存入dev中，若不能确定顺序按加工时长小者排列在前；遍历dev,选择第一个加 工时长小于iTime且设备号不同于iDev的设备为sort [i]的加工设备；若sort [i]· D中存 在这样的设备转步骤14,若不存在则转步骤13; 步骤13:在工序sort [i]的加工设备信息集sort [i]· D中为其选择这样一个设备，在 该设备上的加工时间nTime和其它设备相比使I l+l - |m+||e|最小； 步骤14:在甘特图中查找第一个可以容纳该工序的空间，将sort[i]调度到该空间 中，调整相应设备的设备累计时间，即将这次的加工时间累加到相应设备的累计时间变量 cumulate中；累计此次加工费用；检查i是数组sort的末尾否，若是末尾则转步骤15,若不 是末尾则i++，转步骤10;步骤15:调度结束；步骤16:输出调度结果甘特图。
[0009] 所述的考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法，所述的工序节点排序模块， 区间路径和区间时长是区间数，按区间数中点比较法确定大小，中点相同按区间宽度确定 大小。
[0010] 所述的考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法，所述的工序节点设备分配模 块中，应用木桶原理中的短板思想用来确定节点集中非头部节点工序的加工设备。
[0011] 所述的考虑费用和时间双目标的柔性综合调度方法，所述的工序节点设备分配模 块，设备累计时间平衡策略用于确定孤立节点和头部节点工序的加工设备。
[0012] 有益效果： 1.本发明同时考虑了柔性综合调度中的费用和时间因素：以往综合调度算法只有单 一完工时间。本发明采用设备累计时间平衡策略优化加工时间；应用木桶原理中的短板思 想优化加工费用。以上两个策略使得本发明可以解决考虑费用和时间双目标的柔性综合调 度问题。
[0013] 本发明首次在柔性综合调度中引入区间数：区间数能够从加工工艺树整体的角度 表示工序节点这项数据上的改进的空间，采用区间数是从整体上考虑完工时间和费用，可 使得调度结果具有更加优秀。
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【附图说明】： 附图1是本发明的结构示意图。
[0015] 附图2是附图1中初始化工序属性过程图。
[0016] 附图3是附图1中工序排序过程图。
[0017] 附图4是附图1中设备分配过程图。
[0018] 附图5是本发明的加工任务图示例。
[0019] 附图6是本发明针对附图5所示任务图示例的调度结果甘特图。
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