【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车间调度，特别是涉及一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法。
技术介绍
1、在柔性作业车间中，制造系统可能需要处理不同类型的工件。例如，类型a需要高精度的铣削和抛光，而类型b则涉及切割、焊接和装配。每种工件类型可能需要特定的机器设置、不同的工序顺序或不同的资源约束。这些工件在复杂性、加工顺序和优先级等方面存在差异，这使得调度问题更加复杂。此外，制造系统不仅需要优化资源利用率，还需应对诸如随机工件到达、随机订单插入、设备故障等不确定性。对于随机订单插入，由于无法提前确定所有工件的到达时间和数量，调度计划常常会被打乱，从而降低其可靠性，并需要调度系统不断调整。这显著增加了调度的复杂性。
2、bertsimas等人(bertsimas, d., sethuraman, j. from fluid relaxations topractical algorithms for job shop scheduling: the makespan objective. math.program.92, 61–102 (2002) )所提出的模型未能动态地解决调度问题，在处理订单动态到达时缺乏适应性。
3、ding等人(ding, l., guan, z., zhang, z. (2021). a fast and efficientfluid relaxation algorithm for large-scale re-entrant flexible job shopscheduling. i
4、基于上述分析，本专利技术研究了动态多重柔性作业车间调度问题。在此背景下，由于动态因素和多重约束，问题会变得更复杂。面对大规模复杂的动态多重柔性作业车间调度问题，我们面临诸多挑战，例如如何在短时间内处理大规模工件，如何实时应对订单的动态到达，如何减少调整任务的工作量，如何使所提出的算法具备泛化能力等。然而，很少有研究考虑到针对这一问题设计相应的方法来降低目标值求解的时间复杂度。所以是一个具有重要的现实意义，亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有局部搜索技术的不足，本专利技术采用简化的流体松弛模型来简化动态多重柔性作业车间调度问题的复杂性。通过将单个实体视为连续流动，来简化了系统的动态分析。该方法允许使用连续数学工具（如微分方程）来近似并渐近地描述系统行为。相比离散模型，简化的流体松弛模型在处理大规模复杂的动态多重柔性作业车间调度问题时更为可行。由于其处理的是连续变量，而不是大量离散状态，因此可以显著降低计算负担。
2、本专利技术提供了一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，包括以下步骤：
3、步骤1：根据调度时间点获取订单到达情况，并得到在时间时实际调度系统中所有未加工的任务数量；
4、步骤2：判断在所述时间时有无订单到达；
5、若当时间时有订单到达，通过求解简化的流体松弛模型得到时间以及随后的时间点未完成的任务数量，也即在时间和的流体水平；
6、若当时间时无订单到达，计算得到时间以及随后的时间点未完成的流体水平；
7、步骤3：通过实时更新所述简化的流体松弛模型，和动态更新所述流体水平，最终得出最优调度方案；
8、在时间时和随后的时间时的流体水平的计算公式如下：
9、；
10、式中，为机器编号，为机器数量，机器集合表示为，工件类型，为工序，为在时间时实际调度系统中的未加工的任务数量，其中表示任务，为在时间时简化的流体松弛模型中未完成的任务数量，为任务在机器上的加工速率；为在时间时整个调度的最大完成时间，所有机器处理任务的总加工时间；，，，。
11、进一步的，在时间点有订单动态到达的情况：
12、为任务在机器上的加工时间；其中，；
13、在时间时有订单到达，首先得到实际调度系统中未加工的任务数量；
14、根据所述求解简化的流体松弛模型，得到在时间时整个调度的最大完成时间以及所有机器处理任务的总加工时间；
15、根据所述、以及在机器上的加工速率得到在时间时和随后的时间时的流体水平，和；
16、若有可加工的任务以及可选择的机器，进行加工调度；若无可加工的任务以及可选择的机器，移动时间点至机器可用的最早时间点并且此时可以选择任务进行加工；
17、重复以上步骤，实时更新简化的流体松弛模型和动态更新任务流体水平，最终得出最优调度方案（）。
18、进一步的，所述在时间时有订单到达时首先得到实际调度系统中未加工的任务数量的计算方法为：
19、；
20、其中，表示新订单中的所有任务数量，表示新订单到达之前上一个订单仍未加工完的所有任务数量。
21、进一步的，所述得到在时间时整个调度的最大完成时间以及所有机器处理任务的总加工时间的目标、模型约束及解释如下：
22、；
23、；
24、；
25、该目标函数通过平衡和优化所有机器的工作负载，实现整体调度完成时间的缩短；再者，通过确保所有可用机器在时间对完成的总工作负载必须与时间时未处理的任务总数完全匹配来保证每个工序的总需求等于机器的加工能力，并且指定分配给机器执行的加工时间必须是非负的。
26、进一步的，在时间点无订单动态到达的情况：
27、为任务在机器上的加工时间；其中，；
28、在时间时无订单到达，首先得到实际调度系统中未加工的任务数量；
29、根据所述未加工的任务数量，计算得到在时间时和随后的时间时的流体水平，和；
30、若有可加工的任务以及可选择的机器，进行加工调度，若无可加工的任务以及可选择的机器，移动时间点至机器可用的最早时间点并且此时可以选择任务进行加工；
31、重复以上步骤，实时更新简化的流体松弛模型和动态更新任务流体水平，最终得出最优调度方案（）。
32、本专利技术所提供的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，具有如下的技术效果：
33、方法层面：
34、(1)本专利技术通过引入简化的流体松弛本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，所述在时间时有订单到达时首先得到实际调度系统中未加工的任务数量的计算方法为：
4.根据权利要求2所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，所述得到在时间时整个调度的最大完成时间以及所有机器处理任务的总加工时间的目标函数如下：
5.根据权利要求4所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，所有可用机器在时间对完成的总工作负载必须与时间时未处理的任务总数完全匹配，并且指定分配给机器执行的加工时间是非负的。
6.根据权利要求1所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流体松弛方法，其特征在于，所述在时间时有订单到达时首先得到实际调度系统中未加工的任务数量的计算方法为：
4.根据权利要求2所述的一种动态多重柔性作业车间调度的简化流...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩玉艳，杨晓宇，王玉亭，李朕，王亚楠，王旭，侯亚群，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：
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