一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法技术

本发明专利技术公开了一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法，具体为：首先针对车间生产中由于质量问题引起的生产运行扰动问题，建立以车间生产成本最小、机床总能耗成本最小和动静态调度方案差异成本最小为优化目标的柔性作业车间动态分批调度模型；接着针对质检扰动引起的生产运行扰动问题，设计重调度策略，针对质检扰动造成同类工件不同批次下工艺路线不一致的问题，对重调度的工件进行重组批，并采用双层搜索框架改进灰狼算法求解。本发明专利技术可有效应对车间质检扰动，同时缩短完工时间、降低车间能耗、保证静态调度方案的鲁棒性，为企业带来更好的经济效益。企业带来更好的经济效益。企业带来更好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法


[0001]本专利技术属于柔性作业车间动态分批调度邻域，尤其涉及一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法。

技术介绍

[0002]在车间实际生产过程中存在着各种动态突发事件，会对开工前的静态排产方案造成干扰，使得作业计划与生产实际脱节，因此动态调度具有重大研究意义。同时由于节能减排已成为各国制造业的战略要求，如今国内外的制造企业在追求经济效益的同时也必须考虑能耗因素，因此针对车间调度问题的研究也不仅局限于完工时间、交付期和机器利用率等体现生产效益的指标，国内外已经有越来越多的研究考虑能耗因素，节能减排、绿色制造已成为当前和今后的重点研究内容。

技术实现思路

[0003]针对车间实际生产过程中的质检扰动干扰问题，本专利技术提供一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法。
[0004]本专利技术的一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法具体为：
[0005]步骤1：确定柔性作业车间动态分批调度问题的描述。
[0006]设有M台机床M＝{M
k
|k＝1,2,
…
,m}，n类工件J＝{J
i
|i＝1,2,
…
,n}，第i类工件的数量为R
i
，并且每类工件有O
i
＝{O
il
|l＝1,2,
…
,w
i
}道工序，能加工每道工序的机床有M
il
，M
il/>∈M台，每道工序的加工时间随机床性能差异而变化；每类工件分成多个子批量F
i
＝{F
is
|s＝1,2,
…
,u
i
}在不同机器上加工，各子批量作为一个整体处理，并占用同一辅助时间。
[0007]步骤2：建立柔性作业车间动态分批调度目标优化的数学模型。
[0008]目标函数为车间生产成本、机床能耗成本和动静态调度方案差异成本，并采用加权归一的方式对三个目标函数值进行处理。
[0009]目标函数：
[0010][0011][0012][0013]min{ω1·
f1+ω2·
f2+ω3·
f3}
ꢀꢀ
(4)
[0014]约束条件：
[0015][0016]T＝max(Z
il
·
E
islk
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0017]if S
islk
＜T,DS
islk
‑
S
islk
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0018][0019]其中，C
is
表示第i类工件第s批的完工时间，t
islk
表示第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的单件工时，P
ilk
表示第i类工件的l道工序在机床M
k
上的辅助时间，S
islk
表示第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的开始加工时间，E
islk
表示第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的加工完成时间，γ
ilk
表示机器选择决策变量，当工序O
il
可在机器M
k
加工时γ
ilk
＝1，否则γ
ilk
＝0，表示辅助时间决策变量，当在机床M
k
上加工的工件类别与在该机床加工的上一个工件的类别相同时，反之Q
k
表示机器k的最大完工时间，W
k
表示机器k的负载，PC
k
表示机器M
k
负载时单位时间内平均能耗成本，NC
k
表示机器M
k
空载时单位时间内平均能耗成本，RC
k
表示机器M
k
准备时单位时间内平均能耗成本，η表示车间内单位时间完工成本，ω1表示完工成本权重系数，ω2表示能耗成本权重系数，ω3表示动静态调度方案差异成本权重系数，DS
islk
表示动态调度方案中第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的开始加工时间，DW
islk
表示动态调度方案中第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的加工完成时间，D
islk
表示动态调度方案中工序O
il
仍在静态调度方案中的机器M
k
加工时，D
islk
＝0，否则D
islk
＝1，S
islk
表示静态调度方案中第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的开始加工时间，ω3表示差异成本权重系数，V表示动静态调度方案差异单位成本，T表示扰动时间节点，DF
is
表示动态调度方案中的第i类工件的第s个子批，SF
is
表示静态调度方案中扰动时间节点后第i类工件的第s个子批量，R表示扰动造成的新增工件数，Z
il
表示工序O
il
是扰动工序，D
il
＝1，否则D
il
＝0。
[0020]其中，式(5)表示动态调度方案中一批工件一道工序的加工完成时间要大于或等于该工序的开始加工时间、辅助时间和该批次所有工件工时三者之和；式(6)表示扰动时间节点是第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的加工完成时间；式(7)表示扰动时间节点前以及开始加工的工序不参与动态调度；式(8)表示动态调度方案中工件总批量数等于扰动时间节点时未加工工件数与扰动造成的新增工件数之和。
[0021]步骤3：针对质检扰动的重调度。
[0022]质检扰动处理流程是根据静态调度方案执行工序，当执行到需要进行质检的关键工序后，首先对当前加工批次工件的质检结果进行判断：1)质检结果合格的工件，继续执行后续工序；
[0023]2)质检结果为返修的工件，需要对当前关键工序进行二次加工，并添加至未加工工件集；3)质检结果为报废的工件，需要从首个工序重新开始加工，同样添加至未加工工件集；在得到所有工件信息后，已加工工件集的工件不做处理，未加工工件集的工件需要进行重调度。
[0024]步骤4：针对质检扰动的重组批；
[0025]在进行重调度时，需要对各类工件进行组批，生成新的加工任务，以便重调度；重组批具体过程如图3所示，过程为：在质检扰动发生后，各工件的待加工工序不同，但都可以在重调度时刻安排加工，因此需要对相同工艺路线的工件进行重组批，即把各类工件下待加工工序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对质检扰动的柔性车间动态分批调度方法，其特征在于，具体为：步骤1：确定柔性作业车间动态分批调度问题的描述；设有M台机床M＝{M
k
|k＝1,2,
…
,m}，n类工件J＝{J
i
|i＝1,2,
…
,n}，第i类工件的数量为R
i
，并且每类工件有O
i
＝{O
il
|l＝1,2,
…
,w
i
}道工序，能加工每道工序的机床有M
il
，M
il
∈M台，每道工序的加工时间随机床性能差异而变化；每类工件分成多个子批量F
i
＝{F
is
|s＝1,2,
…
,u
i
}在不同机器上加工，各子批量作为一个整体处理，并占用同一辅助时间；步骤2：建立柔性作业车间动态分批调度目标优化的数学模型；目标函数为车间生产成本、机床能耗成本和动静态调度方案差异成本，并采用加权归一的方式对三个目标函数值进行处理；目标函数：目标函数：目标函数：min{ω1·
f1+ω2·
f2+ω3·
f3}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)约束条件：T＝max(Z
il
·
E
islk
)
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(6)if S
islk
＜T,DS
islk
‑
S
islk
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)其中，C
is
表示第i类工件第s批的完工时间，t
islk
表示第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的单件工时，P
ilk
表示第i类工件的l道工序在机床M
k
上的辅助时间，S
islk
表示第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的开始加工时间，E
islk
表示第i类工件的第s批的第l道工序在机器M
k
上的加工完成时间，γ
ilk
表示机器选择决策变量，当工序O
il
可在机器M
k
加工时γ
ilk
＝1，否则γ
ilk
＝0，表示辅助时间决策变量，当在机床M
k
上加工的工件类别与在该机床加工的上一个工件的类别相同时，反之Q
k
表示机器k的最大完工时间，W
k
表示机器k的负载，PC
k
表示机器M
k
负载时单位时间内平均能耗成本，NC
k
表示机器M
k
空载时单位时间内平均能耗成本，RC
k
表示机器M
k
准备时单位时间内平均能耗成本，η表示车间内单位时间完工成本，ω1表示完工成本权重系数，ω2表示能耗成...

【专利技术属性】
技术研发人员：石致远，闫富乾，胡明珠，丁国富，张剑，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：