【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柔性车间调度方法，属于柔性作业车间调度。
技术介绍
1、随着客户需求和车间生产要求的不断提高，对车间生产的约束条件也在等比率的上升，人工调度生产已不能满足现今时代对于生产效率的要求。对于中药行业来说，车间作业柔性作业车间调度可描述为，有n种需要加工的原料{j1，j2，…，jn}，每种原料有相应的工艺要求，有m个工艺工序{m1，m2，…，mm}，且有相应的工序间存在约束条件，例如，m2、m3、m4所对应的工序的加工顺序必须满足先后顺序要求：m2＞m3＞m4，后顺序不能超过前顺序，其他工序无顺序要求。这种工序间有约束条件的柔性作业车间无疑是更复杂的np难问题。对于工序间有约束条件的柔性作业车间来说，遗传算法相较人工蜂群算法质量更高，遗传算法。遗传算法中的选择、交叉、变异操作更能满足工序间有约束条件的柔性作业车间的需求。
技术实现思路
1、本专利技术为解决人工调度生产已不能满足现今时代对于生产效率要求的问题，进而提出一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法。
2、本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术的步骤包括：
3、步骤1、问题描述；
4、根据现场柔性车间的需求，将柔性作业车间调度问题进行广义描述：有m种工段，5<m<10，有k种原料，对应n项作业，n＞50，每种原料需要mti时间完成，mti为随机数，每项作业均在设备上完成，给出约束条件；
5、步骤2、构建目标函数；
6、记n表示工作
7、假设一个工作在一个工段上加工途中不能中断去另一个工段上加工，同一原料不能同时在两台设备上加工，同一机器的同一时间不加工两种原料，则有：
8、
9、则此柔性作业调度问题的目标函数表示如下：
10、
11、公式①表示第j个设备的耗时等同于每个工作的工作时间和设备未工作的空闲时间的综合，公式②表示车间调度问题的目标函数即最小化m个设备工作时长最大的设备的耗时；
12、步骤3、提出遗传退火算法。
13、进一步的，步骤1中约束条件包括：
14、(1)每个设备对应一道工序；
15、(2)每个作业使用每台设备不多于1次；
16、(3)每个作业及每种原料利用每台设备的顺序可以不同；
17、(4)no.2、3、4设备上所对应的工序加工顺序必须满足先后顺序要求：2>3>4，后工序不能先于前工序，其它工序无顺序要求；
18、(5)任何作业没有抢先加工的优先权，应服从生产顺序调度安排；
19、(6)作业加工过程中没有新作业加入，也不能临时取消作业的加工；
20、(7)每个作业的当前工段完成后才可开始下一工段。
21、进一步的，步骤2中的约束条件为：
22、(1)每台设备对应一道工序；
23、(2)每个作业在各个设备上生产次数不多于l次，即每个作业的每道工序只加工一次；
24、记l代表需加工的每道工序，所以l∈{1,2,...,m}，
25、
26、公式③表示每台设备对应一道工序，则一个作业需在每台设备上加工，且只加工一次，所以l＝j，且l,j∈{1,2,...,m}，j设备结束工作即所有工作的第j道工作已经完成，m个设备均结束任务后即所有工作的m道工序均已完成，生产结束；
27、(3)工作间存在约束条件，某些项的加工顺序必须满足需要的先后顺序要求，m2、m3、m4所对应的工序的加工顺序必须满足先后顺序要求：m2＞m3＞m4，后顺序不能超过前顺序，其他工序无顺序要求，记cij第i个工作在第j个机器上加工的开始时间即开始第j个工序的开始时间，eij第i个工作在第j个机器上加工的结束时间；
28、cij+tij＝eij④，
29、ci2+ti2＜ci3⑤，
30、ci3+ti3＜ci4⑥，
31、公式④确保每个作业在每个设备上的结束时间为该作业在此设备上开始加工时间与该作业在此设备上的加工时间的和；公式⑤和⑥为确保约束条件(3)成立，若假设m2、m3、m4所对应的工序的加工顺序必须满足先后顺序要求：m2＞m3＞m4；后顺序不能超过前顺序，其他工序无顺序要求，则以刚开始生产的时间点为起始点，第i个工作在第2个设备上的开始时间加上第i个工作在第2个设备上的工作时间要小于第i个工作在第3个设备上的开始加工时间；同理，第i个工作在第3个设备上的开始时间加上第i个工作在第3个设备上的工作时间要小于第i个工作在第4个设备上的开始加工时间；即同一个设备优先级低的工序必须等优先级高的工序加工完后再加工；
32、(4)一项工作不能同时在两个设备上加工；
33、记gj表示每个设备当前的工作时间，
34、cij＝min(mingj,maxeij)⑦，
35、公式⑦确保安排之间工作时，此工作前一个安排的工序已到结束时间，安排给当前没有在工作的设备。
36、进一步的，步骤3中遗传退火算法的步骤包括：
37、步骤301、编码与解码；
38、利用k种原料对应的n个作业在m个设备上加工进行编码；
39、利用k种原料对应的n个作业在m个设备上加工进行解码；
40、步骤302、初始化种群与适应度计算；
41、步骤303、遗传操作；
42、遗传操作包括选择操作、交叉操作和变异操作。
43、进一步的，利用k种原料对应的n个作业在m个设备上加工进行编码具体包括：
44、利用n个作业在m个设备上工作构建染色体，共有每个染色体上dna数量为n×m，是由m个{1，2，…，n}的基因组成的，故将n个作业排列成序列{1,2,…,n}，共有m个设备则将m个序列{1,2，…,n}合并成一个序列{1,2，…,n,1,2,…,n,…n},并重复将随机两个序号对应的数字互换，组成随机序列；
45、利用k种原料对应的n个作业在m个设备上加工进行解码具体包括：
46、假设此次车间调度问题为n＝3,m＝2,3个工作的工作编号为1-3，将1-3每个编号均随机生成2次作为一条染色体记作数组b[6]，假设j＝b[i],i代表要安排的第几个任务i∈{1,2,…,n×m}，j代表第i个安排的任务为第j个工作,b[6]＝[1,3,3,2,2,1],从左至右依次判断安排工作，b[1]＝1则表示第一个要安排的工作为第1个工作，b[2]＝3则表示第二个安排的工作为第3个工作，同理安排到b[5]时,b[1]到b[4]中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤1中约束条件包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤2中的约束条件为：
4.根据权利要求1所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤3中遗传退火算法的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，利用k种原料对应的N个作业在M个设备上加工进行编码具体包括：
6.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤302中初始化种群与适应度计算具体包括：
7.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，选择操作的具体步骤为：
8.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，交叉操作的具体步骤为：
9.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调
...【技术特征摘要】
1.一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤1中约束条件包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤2中的约束条件为：
4.根据权利要求1所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤3中遗传退火算法的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，利用k种原料对应的n个作业在m个设备上加工进行编码具体包括：
6.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性车间调度方法，其特征在于，步骤302中初始化种群与适应度计算具体包括：
7.根据权利要求4所述的一种基于遗传退火算法的柔性...
【专利技术属性】
技术研发人员：高斌，曲媛，唐晓彬，王震，刘亮亮，金磊，刘力福，
申请(专利权)人：哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所，
类型：发明
国别省市：
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