一种纺织面料染色过程的优化调度方法_2

文档序号:8942406阅读:来源:国知局
r>[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] 设产品集合为N,生产设备集合为M,其中工件或产品数为n,设备数为m。每种产品 j (j e (1,···,η))需要Stgj道加工工序,St = Stg1U Stg2U ... U Stgn表示所有产品的工 序数所构成的集合,同种产品的不同工序需要按先后顺序加工;所有工序只能由集合M中 满足加工约束的设备加工;产品的加工时间与加工设备有关,任何设备i(i e (1,···,!!〇) 同一时刻只能加工一种产品;不同产品间带序相关设置时间,设置时间依赖于加工顺序,同 种产品间的设置时间为0。
[0041 ] 4
为所有产品的总工序数,:π = [JT1, JT2,…,JTTS] (J^e (1,… ,n),j = 1,…,TS)为待加工的η个广品或工件的基于工序的排列(该排列中的广品从左 往右根据一定规则和加工约束分配到各台设备上加工),T1为第i台设备上加工的工序总 数
为第i台设备 上所加工工件的基于工序的排列,/5Orfn)为巧的加工时间

之间的设置时间
> 当k > 1且
为;rf1的开始加工时间 U = H.,
的前一次加工所用的设备号(k = 1,…,T1,当;r〖(n是首次加工时
为<?的前一次加工在设 备中从左往右的位置(k = 1,···,T1,当;rf"是首次加工时Prej(Ww) = O ),优 化的目标为在所有产品排序的集合Π中找到一个π %使得最早完工时间Cniax(Ji)最小;
[0042] 其中,式⑴至式⑶为最早完工时间Cniax(Ji)的计算公式,式⑷和式(5)表示 在所有产品排序的集合Π中找到最优排序π %使得Cniax(Ji)最小。调度的目标为在所有 待染色的面料排序的集合Π中找到一个π %使得最大完工时间Cniax(Ji)最小。
[0043] 所述基于遗传-分布估计算法的优化调度方法的具体步骤如下:
[0044] St印1、编码方式:以待染色的面料排序进行编码31 = [JI1, 31 2,···,JIts];其中 TS表不所有广品的总工序数;
[0045] St印2、概率矩阵和种群的初始化:
[0046] St印2. 1 :初始化概率矩阵:首先需要构造用于训练的初始概率模型或矩阵 Pcifi (gen) = [PiJnxTs,初始化的POTi (gen)所有基因位上的等位基因的概率取值相等,即Pu =1/n (i = 1,. . .,n, j = 1,. . .,TS),初始化的概率矩阵POTi (gen = 1)的形式如式(6)所 示,其中gen表示种群进化的代数;
[0047]
(6)
[0048] Step2. 2 :初始化种群:GA-EDA采用随机方式初始化种群,即算法随机产生 popsize个个体,构成种群规模为popsize的初始种群Pop randi (gen = 1);
[0049] Step3、概率矩阵的更新机制:GA-EDA使用历史最优个体更新概率矩阵,设 π lcK:al (gen) = π lcK:al」(gen),. . .,π lcK:al_TS(gen)为种群在第 gen 代的历史最优个体,LR 是 学习速率,则概率矩阵Pniatoix (gen)采用如下步骤更新:
[0050] St印3. 1 :设
其中,j = 1,..,TS;
[0051] Step3. 2 :概率归一化:
,其中,w = 1,· ·,n,j = I,. . . , TS0
[0052] Step4、产生新种群:
[0053] Step4. I :产生候选种群:候选种群popcandi (gen)由两部分构成:(1)候选种群 P〇Pcandi (gen)中e%的个体根据轮盘赌的方法对EDA概率矩阵Pmattix(gen)采样形成;(2)其 余g%的个体由上一代种群Pop randi (gen-Ι)中适配值最好的前g%的个体构成;
[0054] Step4. 2 :产生新种群:通过对Popcandi (gen)顺序执行GA的遗传操作,形成新种群
[0055] St印5、终止条件:设定终止条件的最大迭代次数为200,如果满足,则输出"最优 个体";否则转至St印3,反复迭代,直到满足终止条件。
[0056] 所述种群规模设置为popsize = 50,学习速率LR = 0· 1,e% = 0· 6, g% = 0· 4。
[0057] 实施例2 :如图1所示,一种纺织面料染色过程的优化调度方法,首先通过确定面 料染色过程调度模型和优化目标,并使用基于遗传-分布估计算法GA-EDA的优化调度方法 对优化目标进行优化;其中调度模型依据每台染色设备上所加工面料的最大完工时间来建
[0058] 立,同时优化目标为最小化最大完工时间为Cmax:
[0059]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063] 设产品集合为N,生产设备集合为M,其中工件或产品数为n,设备数为m。每种产品 j (j e (1,···,η))需要Stgj道加工工序,St = Stg1U Stg2U ... U Stgn表示所有产品的工 序数所构成的集合,同种产品的不同工序需要按先后顺序加工;所有工序只能由集合M中 满足加工约束的设备加工;产品的加工时间与加工设备有关,任何设备i(i e (1,···,!!〇) 同一时刻只能加工一种产品;不同产品间带序相关设置时间,设置时间依赖于加工顺序,同 种产品间的设置时间为0。
[0064] 令
,.为所有产品的总工序数,:π = [ π π 2,…,π TS] ( π (1,… ,n),j = 1,…,TS)为待加工的η个广品或工件的基于工序的排列(该排列中的广品从左 往右根据一定规则和加工约束分配到各台设备上加工),T1为第i台设备上加工的工序总 数
为第i台设备 上所加工工件的基于工序的排列,尸为vf'的加工时间U=O,…,7;,P(4(n) = 〇),
之间的设置时间
当k > 1且
为龙P的开始加工时间
为;rf1的前一次加工所用的设备号(k = 1,…,T1,当;rf"是首次加工时,
为的前一次加工在设 备,〃《彳叫中从左往右的位置(k = 1,…,T1,当;rf"是首次加工时
,优 化的目标为在所有产品排序的集合Π 中找到一个π %使得最早完工时间Cniax(Ji)最小;
[0065] 其中,式⑴至式⑶为最早完工时间Cniax(Ji)的计算公式,式⑷和式(5)表示 在所有产品排序的集合Π 中找到最优排序π %使得Cniax(Ji)最小。调度的目标为在所有 待染色的面料排序的集合Π 中找到一个π %使得最大完工时间Cniax(Ji)最小。
[0066] 所述基于遗传-分布估计算法的优化调度方法的具体步骤如下:
[0067] St印1、编码方式:以待染色的面料排序进行编码π = [Ji1, π 2,···,jtts];其中 TS表不所有广品的总工序数;
[0068] St印2、概率矩阵和种群的初始化:
[0069] St印2. 1 :初始化概率矩阵:首先需要构造用于训练的初始概率模型或矩阵 Pcifi (gen) = [PiJnxTs,初始化的POTi (gen)所有基因位上的等位基因的概率取值相等,即Pu =1/n (i = 1,. . .,n, j = 1,. . .,TS),初始化的概率矩阵POTi (gen = 1)的形式如式(6)所 示,其中gen表示种群进化的代数;
[0070] (6)
[0071 ] Step2. 2 :初始化种群:GA-EDA采用随机方式初始化种群,即算法随机产生 popsize个个体,构成种群规模为popsize的初始种群Poprandi (gen = 1);
[0072] Step3、概率矩阵的更新机制:GA-EDA使用历史最优个体更新概率矩阵,设 π lcK:al (gen) = π lcK:al」(gen),. . .,π lcK:al_TS(gen)为种群在第 gen 代的历史最优个体,LR 是 学习速率,则概率矩阵Pniatoix (gen)采用如下步骤更新:
[0073] St 印 3. 1 :设
[0074] Step3. 2 :概率归一化:
,其中,
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