一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法和系统

本发明涉及车间调度，特别是指一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法和系统。

背景技术：

1、智能调度技术是智能制造技术中的重要技术之一。通过智能调度技术，调度人员便可以对车间内的资源(机器)进行合理有效的分配，从而提高系统生产效益。

2、可重入装配柔性作业车间调度问题存在于微机电系统的晶圆制造问题中。该问题中存在着可重入特性，一个工件可能多次进入同一设备前的缓冲区等待处理，使得处于不同加工阶段的工件需要竞争同一资源，加大了生产调度的难度。产品的零部件之间具有装配操作，零部件的工序需在在其所有紧前零部件的所有工序均加工完成之后才能够开始加工，并且，产品的工序是加工与装配交替进行的，不同于传统的装配车间调度问题中的先加工再装配的特点。该问题中存在并行机，且具有柔性生产的特性，符合经典柔性作业车间的定义。并且，具有高能耗的特性，迫切地需要实行节能调度，以降低生产过程中的能耗排放。因此，该问题是一个非确定性多项式困难问题，具有很高的求解难度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法和系统，以提高企业生产效率和减少能耗排放，实现绿色高效生产，所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法，包括：

3、s1、获取待调度车间的加工信息，所述加工信息包括待加工工件的产品信息和加工车间的机器信息；

4、s2、将所述待调度车间的加工信息输入到预先构建的车间调度优化模型；

5、s3、根据结合目标导向局部搜索的基于分解的多目标进化算法moea/d-ools，对所述车间调度优化模型进行求解，得到车间调度方案。

6、另一方面，提供了一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化系统，所述系统包括：

7、获取模块，用于获取待调度车间的加工信息，所述加工信息包括待加工工件的产品信息和加工车间的机器信息；

8、输入模块，用于将所述待调度车间的加工信息输入到预先构建的车间调度优化模型；

9、求解模块，用于根据结合目标导向局部搜索的基于分解的多目标进化算法moea/d-ools，对所述车间调度优化模型进行求解，得到车间调度方案。

10、另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现上述可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法。

11、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法。

12、本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

13、本发明针对可重入装配柔性作业车间调度问题，建立了优化模型，考虑到加工生产的效率与能源消耗，调度的优化目标设置为完工时间和总能耗最小化，设计了结合目标导向局部搜索的基于分解的多目标进化算法，设计了基于规则的种群初始化方法可以生成高质量的初始个体，并且初始个体均满足装配约束条件，设计了目标导向局部搜索策略，可以根据种群中个体的特点为其选择一个局部搜索算子，对个体进行有目标导向的局部搜索，提高了算法的搜索能力，设计了能耗调整策略，可以在不增加完工时间的基础上减少机器的空闲时间，从而减少总能耗目标中的空闲能耗，所设计算法可以有效地求解可重入装配柔性作业车间调度问题，同时对方案的完工时间与总能耗进行优化，采用智能调度技术解决可重入装配柔性作业车间调度问题，避免人工调度决策的不合理性与低效性，有助于提高企业的生产管理效率，提高企业的生产效益以及降低生产过程中的能源消耗。

技术特征：

1.一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2中的车间调度优化模型的构建过程，具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3，具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s301中的生成初始化种群包括采用规则生成初始化种群，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述s30104中的r1包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s302中的对种群中的个体进行解码，得到种群中个体的调度方案与目标值包括：

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s307中的使用目标导向局部搜索策略对交叉后的个体x’进行局部搜索，得到新个体xlocal，具体包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述s3072中的具有优化完工时间指标搜索偏好的局部搜索算子包括：

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s310中的使用能耗调整策略对所述车间调度方案进行调整，计算调整后方案的目标值，具体包括：

10.一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结
本发明提供一种可重入装配柔性作业车间调度问题的优化方法和系统，方法包括：S1、获取待调度车间的加工信息，所述加工信息包括待加工工件的产品信息和加工车间的机器信息；S2、将所述待调度车间的加工信息输入到预先构建的车间调度优化模型；S3、根据结合目标导向局部搜索的基于分解的多目标进化算法MOEA/D‑OOLS，对所述车间调度优化模型进行求解，得到车间调度方案。本发明能够解决可重入装配柔性作业车间生产中如何制定调度方案，以实现缩短方案的完工时间与总能耗，采用智能调度技术解决可重入装配柔性作业车间调度问题，避免人工调度决策的不合理性与低效性，有助于提高企业的生产管理效率，提高企业的生产效益以及降低生产过程中的能源消耗。

技术研发人员：吴秀丽,张雅琦
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16