【技术实现步骤摘要】
本申请涉及车间调度，具体而言，涉及一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法。
技术介绍
1、在离散制造企业中，瓶颈是制约整个生产系统有效产出最大化的生产实际问题之一，解决订单超期问题的关键是解决瓶颈问题，约束理论(toc)认为，瓶颈是制约整个系统有效产出的控制点，同时制约着其他生产环节产能的发挥，因此只有立足瓶颈并提高瓶颈资源利用率，才能有效提高系统的整体产出。
2、在当前阶段，针对瓶颈资源的处理主要包括两种思路，第一种试图通过增加瓶颈设备消除生产系统中长期存在的瓶颈，是一种事后处理策略，由于市场需求的波动性，瓶颈资源也并非一成不变，通过粗放型资源扩张的方式消除瓶颈难免造成资源浪费，进而增加企业生产成本；第二种则是正视瓶颈的存在，试图充分利用瓶颈而非消除瓶颈，这种思路在排程时将瓶颈资源和非瓶颈资源区分对待，以瓶颈资源的排程指导非瓶颈资源的排程，使两者具有相同的生产节奏，寻求两者生产能力的最佳组合，从而实现系统生产率最大化。
3、但是，第二种思路的优化过程中，瓶颈资源预先确定，然而，优化过程中瓶颈资源可能发生变化，形成新的瓶颈，当初始瓶颈资源利用率已经最大化、但仍不满足订单交期需求时，排程结果将无法实现更进一步的优化。
技术实现思路
1、为了解决现有的优化思路中，瓶颈资源预先确定，然而，优化过程中瓶颈资源可能发生变化，形成新的瓶颈，当初始瓶颈资源利用率已经最大化、但仍不满足订单交期需求时，排程结果将无法实现进一步优化的问题，本申请提供了一种基于瓶颈资源的柔性车间
2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，所述排程优化方法包括以下步骤：
3、基于混合遗传算法进行预排程，得到预排程结果，并根据车间工作制度，对所述预排程结果进行拆分，得到拆分排程结果，所述车间工作制度根据制造企业工作制度制定，当天工作开始时间至当天工作结束时间为工作制时段，当天工作结束时间至第二天工作开始时间为非工作制时段，将所述预排程结果拆分至每一个工作日的所述工作制时段中，以获取所述拆分排程结果；
4、根据订单交付时间及订单实际完成时间，判断订单是否超期，若订单未超期则直接输出所述拆分排程结果；
5、若订单超期则通过集束搜索算法针对瓶颈资源在所述非工作制时段的工作时间进行优化，得到最终优化排程结果。
6、在一些实施例中，在若订单超期则通过集束搜索算法针对瓶颈资源在所述非工作制时段的工作时间进行优化，得到优化排程结果步骤中，还包括以下步骤：
7、根据集束算法对优化策略列表进行初始化，将所述拆分排程结果设置为搜索的起点，其对应的动作集合为空，在后续搜索中，搜索列表会根据评价结果选择保留在搜索列表中的元素，并在该元素的基础上执行下一次搜索，同时更新对应的动作集合；
8、动态识别瓶颈资源，分别识别工作总时长最长的设备为第一瓶颈设备，待加工工件等待时间最长的设备为第二瓶颈设备；
9、搜索可延长工作时段以及可增加工作时长，通过集束搜索算法优化所述工作总时长最长的设备及所述待加工工件等待时间最长的设备在所述非工作制时段的工作时长，包括工作的时间节点及在所述时间节点的工作时长；
10、选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的多个最优策略；
11、去除最优策略中的无效动作，输出最终优化排程结果，遍历最优策略的动作集合，判断动作集合中每一个动作的有效性，若去除该动作不影响最终优化结果，则删除该动作，最终保留的动作为最终优化策略的有效动作，得到最终优化排程结果。
12、在一些实施例中，在选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的多个最优策略步骤中，还包括以下步骤，
13、以最大完工时间为第一评价标准，所述最大完工时间越小，策略越优；
14、以可增加工作时长为第二评价标准，所述可增加工作时长越小，策略越优；
15、以增加工作时长的时间节点为第三评价标准，所述时间节点越靠前，策略越优；
16、基于第一评价标准、第二评价标准及第三评价标准，比较两类瓶颈设备在每段非工作制时间段中的最优策略，选择最优的多个策略作为下一次优化的起点。
17、在一些实施例中，在所述选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的最优策略步骤之后，进一步包括以下步骤：
18、判断多个所述最优策略是否满足终止条件，若满足，则去除最优策略中的无效动作；
19、如未满足则再次动态识别瓶颈资源，所述终止条件为订单实际完成时间不大于订单交期时间，即订单能够在交付期限内完成，或所有设备的非工作制时段工作时间已饱和。
20、在一些实施例中，在所述根据集束算法对优化策略列表进行初始化步骤中，还包括以下步骤：
21、设置集束搜索宽度；
22、初始化优化策略列表，优化策略列表为优化策略的集合。
23、在一些实施例中，在所述动态识别瓶颈资源，分别识别工作总时长最长的设备为第一瓶颈设备，待加工工件等待时间最长的设备为第二瓶颈设备步骤中，还包括以下步骤：
24、将设备按照工作总时长降序排列，得到设备序列，并从所述设备序列中得到工作总时长最长的设备；
25、判断工作总时长最长的设备是否为上一次优化过的设备，如果不是，则将工作总时长最长的设备作为待优化的第一瓶颈设备；
26、如果是，判断上一次优化时，最大完工时间是否得到优化，如果未得到优化，则顺次选择工作总时长第二的设备作为第一瓶颈设备；如果得到优化，则将工作总时长最长的设备作为第一瓶颈设备。
27、在一些实施例中，在所述如果是，判断上一次优化时，最大完工时间是否得到优化，如果未得到优化，则顺次选择工作总时长第二的设备作为瓶颈设备；如果得到优化，则将工作总时长最长的设备作为瓶颈设备步骤中，还包括以下步骤：
28、将设备按照待加工工件等待时长降序排列，得到设备序列，并从所述设备序列中得到待加工工件等待时长最长的设备；
29、判断待加工工件等待时长最长的设备是否为上一次优化过的设备，如果不是，则将待加工工件等待时长最长的设备作为待优化的第二瓶颈设备；
30、如果是，判断上一次优化时，最大完工时间是否得到优化。如果未得到优化，则顺次选择待加工工件等待时长第二的设备作为第二瓶颈设备；如果得到优化，则将待加工工件等待时长最长的设备作为第二瓶颈设备。
31、在一些实施例中，在所述如果是，判断上一次优化时，最大完工时间是否得到优化。如果未得到优化，则顺次选择待加工工件等待时长第二的设备作为瓶颈设备；如果得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，所述排程优化方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在若订单超期则通过集束搜索算法针对瓶颈资源在所述非工作制时段的工作时间进行优化，得到优化排程结果步骤中，还包括以下步骤：
3.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的多个最优策略步骤中，还包括以下步骤，
4.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的最优策略步骤之后，进一步包括以下步骤：
5.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述根据集束算法对优化策略列表进行初始化步骤中，还包括以下步骤：
6.如权利要求2所
7.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述如果是，判断上一次优化时，最大完工时间是否得到优化，如果未得到优化，则顺次选择工作总时长第二的设备作为瓶颈设备；如果得到优化，则将工作总时长最长的设备作为瓶颈设备步骤中，还包括以下步骤：
8.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述如果是，判断上一次优化时，最大完工时间是否得到优化，如果未得到优化，则顺次选择待加工工件等待时长第二的设备作为瓶颈设备；如果得到优化，则将待加工工件等待时长最长的设备作为瓶颈设备步骤之后，进一步包括以下步骤：
9.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述搜索可延长工作时段以及可增加工作时长，通过集束搜索算法优化所述工作总时长最长的设备及所述待加工工件等待时间最长的设备在所述非工作制时段的工作时长，包括工作的时间节点及在所述时间节点的工作时长步骤中，还包括以下步骤：
10.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的多个最优策略步骤之后，进一步包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，所述排程优化方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在若订单超期则通过集束搜索算法针对瓶颈资源在所述非工作制时段的工作时间进行优化，得到优化排程结果步骤中，还包括以下步骤：
3.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的多个最优策略步骤中，还包括以下步骤，
4.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述选择最优策略，根据最大完工时间、可增加的工作时长及增加工作时长的时间节点判断优化策略的优劣，选择每个所述可延长工作时段增加工作时长的最优策略步骤之后，进一步包括以下步骤：
5.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述根据集束算法对优化策略列表进行初始化步骤中，还包括以下步骤：
6.如权利要求2所述一种基于瓶颈资源的柔性车间排程优化方法，其特征在于，在所述动态识别瓶颈资源，分别识别工作总时长最长的设备为第一瓶颈设备，待加工工件等待时间最长的设备为第二瓶颈设备步骤中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨会甲，王露，张建奇，范营营，张岐，丁鹏升，王晓婷，
申请(专利权)人：西安航天自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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