[发明专利]一种复杂车间低熵化布局与稳健优化方法

说明书

一种复杂车间低熵化布局与稳健优化方法，包括以下步骤：低碳节能目标函数构建，构建复杂车间稳健优化模型、低熵化布局模型，运用环形多元胞混合优化算法得出最优结果。针对复杂车间资源繁多、车间几何约束严格、物流与非物流关系复杂，单元间功能关系密切的特点。本发明能够有效应对复杂车间的各项约束，得到多约束条件、多动态扰动下的低碳化、高稳健性车间布局；并且设计模糊聚类方法与并行导向进化方法结合的环形多元胞混合优化算法，设计种群元胞内与元胞间的个体进化规则，能有效提高进化的速度与质量。

技术领域

本发明涉及专门适用于预测目的的数据处理方法，特别涉及一种复杂车间低熵化布局与稳健优化方法。

背景技术

制造业的市场需求有着持续性、关联性、多变性等特点，客户需求多样化和订单动态波动的趋势日益突显，企业需要更加合理的车间布局以满足生产高柔性，制造低碳化，布局低熵化等要求。车间低熵化布局和稳健优化是一种多加工单元群或装配单元群的布局方式，其意义在于能让企业在不增加成本或扩建车间面积的前提下，使车间布局具有低碳节能、高稳定性的低熵特性。

目前应用于车间布局的智能优化算法主要集中于遗传算法(GA)、蚁群算法(ACO)、禁忌搜索算法(TS)等，但是将这些算法运用于求解复杂车间布局问题的时候，存在着计算量大、收敛慢、效率低、寻优能力不足的问题。

目前车间布局考虑的目标主要集中于车间物流成本、搬运距离等，将低碳节能及稳健性能作为车间布局优化的目标甚少。以低碳节能与可持续发展为目标构造低碳化绿色车间布局，以熵为度量指标构造高稳健性车间布局，进行一类典型的复杂车间布局设计与优化已成为目前国内制造业迫切需要解决的问题。

一种模糊聚类方法与并行导向进化方法相结合的环状多元胞混合优化算法的复杂车间低熵化布局与稳健优化方法，能够有效降低车间碳排放，提高布局稳健性，属于企业管理工程与智能制造领域。

发明内容

为解决现有技术的不足，提供一种复杂车间低熵化布局与稳健优化方法，使其在解决复杂车间布局时能够有效降低车间碳排放，提高车间的稳健性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1.一种复杂车间低熵化布局与稳健优化方法，包括以下步骤：

步骤1：低碳节能目标函数构建

1)单元布置成本Q：

式中：

i——设备标号，表示设备i；

j——单元标号，表示单元j；

m——设备总数量；

n——单元总数量；

q_i——设备i的成本；

F(η_j)——单元j纵横比评价函数；

η_j——单元j纵横比；

h_j——单元j的高度；

w_j——单元j的宽度；

2)单位面积产能T：

式中：

T_j——单元j的单位面积产能；

P_jk——单元j生产产品k的数量；

h_j×w_j——单元j的面积；