本发明涉及柔性作业调度领域,尤其设计基于一种nsga-ii的电力短缺情况下柔性作业重调度方法。
背景技术:
1、随着全球能源短缺、国际能源价格不断波动,极端天气等的影响下,能源供应的不稳定性导致一些国家和地区出现电力、天然气等能源不足的现象。然后制造业又是能源消耗大户,电力供应不足对制造企业的生产有很大的影响。所以在电力短缺时如何进行生产制造是一个重要的问题,能够为缺电情况下的任务调度提供一定的支持。
2、柔性作业重调度问题一种扰动条件下的优化问题,现有的重调度主要有机器故障、紧急插单、刀具损坏、原材料短缺等问题,一些传统的优化算法很难解决重调度问题,现在已经提出了很多启发式和元启发式算法来求解柔中作业重调度问题,这类算法对求解柔性作业具有比较好的求解结果。
3、虑到电力供应不足对制造企业的影响,针对电力短缺情景下的柔性作业重调度问题,提出一种缺电情况柔性作业重调度方法,可以更加符合企业的实际生产情况,因此,本领域的技术人员提供了一种nsga-ii的电力短缺情况下柔性作业重调度方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了开发了一种nsga-ii的电力短缺情况下柔性作业重调度方法,考虑了电力短缺作为扰动条件的重调度,提高了生产效率。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种nsga-ii的电力短缺情况下柔性作业重调度方法,为实现上述问题,本文提供了如下方案:
5、基于nsga-ii的电力短缺情况下柔性作业重调度方法,包括以下步骤:
6、步骤1、建立电力短缺情况下柔性作业重调度的模型,根据工件个数和机器个数生成对应的模型,定义最大完工时间最小,总延期最小这两个目标函数;
7、步骤2、确定模型的约束条件:
8、步骤3、采用nsga-ii算法对所述数学模型进行求解,得到调度最优解;
9、进一步的,所述步骤1进一步包括:
10、步骤1.1、建立数学模型,定义最大完工时间和总延期这两个目标函数:
11、
12、
13、
14、di≥0,i,j∈{1,2,...,n},k∈{1,2,...,m};
15、tijk≥0,ptijk≥0,stijk≥0,i,j∈{1,2,...,n},k∈{1,2,...,m};
16、(8)表示总完工时间大于任意工件i的完工时间约束,(9)表示工件i的第j道工序的完工时间约束,(10)表示同一工件中工序的前后约束,(11)表示一台机器同时只能加工一道工序,(12)表示加工功率和待机功率之和不能超过所规定的功率峰值,(13)为0,1变量,(14)(15)为非负约束。
17、进一步的,所述步骤3进一步包括。
18、步骤3.1:编码与解码:根据染色体基因的编码,采用双层整数编码的方式,将基于工序的编码和基于设备的编码结合,第一层是对工序的编码,工件的加工顺序由基于工序的基因串决定,第二层是工序对应的基于设备的编码层,基于加工设备的基因串决定对应工序的加工设备。对基因序列进行解码时,按照分批基因、工序段基因、设备段基因以此进行解码,对工序解码时,采用贪婪解码方法;
19、步骤3.2:初始化种群:设置种群大小,最大迭代次数、交叉概率,变异概率、当前迭代次数;
20、步骤3.3:对个体进行非支配排序生成非支配解集,并计算拥挤度;
21、步骤3.4:选择操作:采用锦标赛选择,从种群中抽取n个个体,让他们进行竞争,抽取最优的个体,防止其陷入局部最优;
22、步骤3.5:交叉操作:工序层染色体基因链选用ipox交叉法,设备层染色体基因链选用多点交叉法;
23、步骤3.6:变异操作:工序层染色体基因采用常见的随机双位点逆序变异法,设备层染色体基因采用随机变异;
24、骤3.7:判断是否满足迭代次数,若满足,解码输出最优解,若不满足,返回步骤3.4;
25、步骤3.8:算法运行结束,得到最优解。
26、本发明与现有发明的相比有益技术效果为:
27、考虑了电力短缺情况下的柔性作业的重调度问题,建立缺电情况下柔性作业调度问题模型,使得企业在缺电情况下能够及时的调整生产计划,有序的开展生产计划。
28、采用改进的nsga-ii算法,使得模型具有较快的收敛速度和运行效率。
29、电力短缺情况下的柔性作业重调度问题,更加符合企业的实际生产,能够为企业的实际生产提供一定的指导。
30、(三)有益效果
31、1、本发明中,考虑了电力短缺情况下的柔性作业的重调度问题,建立缺电情况下柔性作业调度问题模型,使得企业在缺电情况下能够及时的调整生产计划,有序的开展生产计划。
32、2、本发明中,采用改进的nsga-ii算法,使得模型具有较快的收敛速度和运行效率。
33、3、本发明中,电力短缺情况下的柔性作业重调度问题,更加符合企业的实际生产,能够为企业的实际生产提供一定的指导。
1.一种基于nsga-ii的电力短缺情况下柔性作业重调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种电力短缺情况下柔性作业重调度方法,其特征在于:所述步骤1进一步包括:
3.根据权利要求2所述的一种电力短缺情况下柔性作业
4.根据权利要求3所述的一种电力短缺情况下柔性作业重调度方法,其特征在于:所述步骤3进一步包括