[发明专利]具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法。

背景技术

大多数调度控制模型假设在生产线调度控制中设备连续可用，但在实际工业生产中，因为需要对设备进行定期预防保养和定期维修机，故设备存在已知不可用时间段约束。在大型单件小批量生产类型中，如船舶工业、大飞机工业和大型发电设备工业等，每道工序的加工时间较长，设备庞大复杂，生产线调度控制方法受设备存在不可用时间段约束影响更大。具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法研究既能提升大型单件小批量生产线的设备利用率，又是制造业和学术界的研究热点之一。

目前，在大型单件小批量生产类型中，对于具有设备不可用时间段约束生产线调度控制，现有调度控制方法以工作日历为时间单位松弛设备不可用时间段约束为策略来建立混合整数规划模型进行启发式求解，调度控制的优化解精度较低，设备机组利用效率不高。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种基于时间槽的具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法，克服了现有调度控制方法假设生产线调度控制中设备连续可用的不足，以及克服了现有调度控制方法以工作日历为时间单位松弛设备不可用时间段约束为策略来建立混合整数规划模型进行求解，调度控制的优化解精度较低，设备机组利用效率不高的局限性。

本发明具体解决其技术问题所采用的技术解决方案是：

一种具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法，研究对象模型是大型单件小批量生产线，设备具有季节性不可用时间段约束，被调度的产品属于多产品类型情形，产品间存在工艺逻辑约束，产品存在开工期、完工期和最迟交货期等要求，以实现生产线在调度控制时域内的最大完工时间(Makespan)最小为研究目标，根据所有产品加工时间和设备季节性可用时间的最大公约数，将原来整个调度控制时域的时间单位转化为以时间槽为单位，其他与时间有关参数变量的单位也转换成以时间槽为单位，基于时间槽规则，建立混合整数规划模型，求得精度高的调度优化解，完成规定调度控制时域内基于时间槽的具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法，如果需要求解另一个调度控制时域内的调度优化解，可以循环执行。

上述基于时间槽的具有设备不可用时间段约束生产线调度控制方法，包括步骤如下：

步骤1，初始化调度控制时域，新的调度控制开始；

步骤2，记录工件的工序及工序间加工约束时间和设备季节性可用时间等已知参数；

步骤3，基于已知所有工件的工序加工时间和设备季节性可用时间，求解它们之间的最大公约数；

步骤4，计算调度控制时域可划分的时间槽总数；

步骤5，单位转化：相关参数的时间单位统一为“时间槽”；

步骤6，设备可用时间转化：根据设备不可用时间约束(季节性可用)，计算每个时间槽对应设备可用时间，绘制所有设备在每个时间槽内可用时间表；

步骤7，构建规划模型：建立基于时间槽的具有设备不可用时间段约束生产线调度控制混合整数规划模型；

步骤8，基于搜索求解混合整数规划模型的优化解并输出；

步骤9，判断是否达到终止条件，如果条件满足，那么整个调度控制方法结束，否则更新所有设备机组和产品状态，获取新调度控制时域值，跳转到步骤1。

上述基于时间槽的具有设备不可用时间段约束生产线调度控制混合整数规划模型为：

目标函数：

Min(C_max)＝Min(max{C_i|i＝1,2,…,n})  (1)

约束条件：