车间生产线布局优化方法及装置与流程

技术特征：

1.一种车间生产线布局优化方法，其特征在于，包括：

获取待布局优化的所述车间生产线的设计要求信息；

根据所述设计要求信息，确定所述车间生产线布局优化的优化目标以及车间约束条件；

根据所述优化目标建立优化目标函数，以及根据所述车间约束条件确定所述优化目标函数的函数条件；

在所述函数条件下对所述优化目标函数求解得到所述车间生产线的优化布局。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述设计要求信息，确定所述车间生产线布局优化的优化目标以及车间约束条件包括：

根据所述设计要求信息，选择布局策略；

根据选择的所述布局策略，生成所述车间生产线的初步布局；

根据所述设计要求信息，确定对所述初步布局进行优化的优化目标以及车间约束条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述布局策略包括以下至少之一：依据产品来布局的产品布局策略、依据产品的工艺来布局的工艺布局策略、依据对车间内的设备进行定位的定位布局策略、对车间内的设备进行成组布局的成组布局策略。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化目标为以下至少之一：物流成本最低的优化目标，空间占地面积利用率最高的优化目标和时间成本最低的优化目标；所述车间约束条件包括以下至少之一：车间内设备的位置不可超出所述车间的边界，车间内设备之间不可重叠。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述优化目标建立优化目标函数包括：

在所述优化目标为物流成本最低的优化目标的情况下，获取以下第一函数变量：所述车间内设备与设备之间的物料搬运的搬运频率，设备与设备之间物料搬运一次单位距离的搬运费用，设备与设备之间的距离；

根据获取的所述第一函数变量，建立所述车间内所有设备间搬运时物流成本最低对应的优化目标函数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据获取的所述第一函数变量建立所述车间内所有设备间搬运时物流成本最低对应的优化目标函数包括：

在采用多行布局方式对车间内的设备进行布局的情况下，通过以下公式建立物流成本最低对应的优化目标函数：

其中，C为总物流费用，fij为设备i和设备j之间的物料搬运频率，pij为设备i和设备j之间物料搬运一次单位距离的搬运费用，dij为设备i和设备j之间的距离，n为所述车间内的设备数量。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述优化目标建立优化目标函数包括：

在所述优化目标为空间占地面积利用率最高的优化目标的情况下，获取以下第二函数变量：车间厂房面积值，车间内设备占地面积；

根据获取的所述第二函数变量建立所述车间内空间占地面积利用率最高对应的优化目标函数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据获取的所述第二函数变量建立所述车间内空间占地面积利用率最高对应的优化目标函数包括：

在采用多行布局方式对车间内的设备进行布局的情况下，通过以下公式建立所述车间内空间占地面积利用率最高对应的优化目标函数：

min A＝Z-f(s)；

其中，A为所述车间的占地转化面积，Z为所述车间厂房面积值，f(s)为所述车间内设备占地面积。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述优化目标建立优化目标函数包括：

在所述优化目标为时间成本最低的优化目标的情况下，获取以下第三函数变量：设备与设备之间的距离，设备与设备之间物料运输的总次数，设备与设备之间物料运输的运输速度；

根据获取的所述第三函数变量建立所述车间内时间成本最低对应的优化目标函数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据获取的所述第三函数变量建立所述车间内时间成本最低对应的优化目标函数包括：

在采用多行布局方式对车间内的设备进行布局的情况下，通过以下公式建立所述车间内时间成本最低对应的优化目标函数：

其中，T布局优化后车间运行总的物料运输时间，fij为设备i和设备j之间的物料搬运频率，dij为设备i和设备j之间的距离，tij为设备i和设备j之间物料运输的总次数，vij为设备i和设备j之间物料运输的运输速度，n为所述车间内的设备数量。

11.根据权利要求6、8、10中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述车间约束条件确定所述优化目标函数的函数条件包括：

在所述车间约束条件为车间内设备的位置不可超出所述车间的边界的情况下，对应的函数条件为：

在所述车间约束条件为车间内设备之间不可重叠的情况下，对应的函数条件为：

Aij≥0

Aij＝αijaijbij

aij＝|xi-xj|-(li+lj)/2

bij＝|yi-yj|-(wi+wj)/2

其中，(xi,yi)为设备i在车间采用的多行布局的坐标系中的坐标，(xj,yj)为设备j在车间采用的多行布局的坐标系中的坐标，W、L分别为所述车间的长和宽，wi、li分别为设备i的长和宽，wj、lj分别为设备j的长和宽，aij为在坐标系内X轴方向上设备i与j之间的重叠度，bij为在坐标系内Y轴方向上设备i与j之间的重叠度，αij为计算Aij的参数。

12.根据权利要求4至10中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述优化目标建立优化目标函数包括：

在所述优化目标为至少两个的情况下，确定至少两个优化目标分别对应的权重；

根据确定的所述至少两个优化目标分别对应的权重，将所述至少两个优化目标统一建立成一个优化目标函数。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述函数条件下对所述优化目标函数求解得到所述车间生产线的优化布局包括：

根据所述车间内的设备的信息，采用差分进化算法得到初始种群，其中，所述初始种群中的每个个体包括：设备编号，用于标识设备位置的设备坐标；

在所述函数条件下，根据所述差分进化算法的差分策略，对所述初始种群中的设备编号区域进行换位变异操作，得到对初始种群中的个体进行换位变异操作后的种群父本；

对所述种群父本中的个体进行选择操作与交叉操作，得到所述优化目标函数对应的所述车间生产线的优化布局。

14.一种车间生产线布局优化装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待布局优化的所述车间生产线的设计要求信息；

第一确定模块，用于根据所述设计要求信息，确定所述车间生产线布局优化的优化目标以及车间约束条件；

第二确定模块，用于根据所述优化目标建立优化目标函数，以及根据所述车间约束条件确定所述优化目标函数的函数条件；

求解模块，用于在所述函数条件下对所述优化目标函数求解得到所述车间生产线的优化布局。

15.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至13中任意一项所述的车间生产线布局优化方法。

16.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至13中任意一项所述的车间生产线布局优化方法。