[发明专利]一种基于混合果蝇算法的机器人装配单元混合产品JIT节能生产优化方法

说明书

本发明提供了一种以最小化能耗和实现准时制（JIT）为优化目标，实现机器人装配单元多个订单混合产品生产，并利用混合果蝇算法进行优化的解决方法。其具体实施过程为：针对多个含有混合产品的待装配订单需要在机器人装配单元内完成节能准时制生产调度优化问题，采用多个订单产品混合生产方案，制定动态双层双序列编码规则，并利用反向调度实现订单准时化生产，最后利用改进嗅觉视觉搜索的混合果蝇算法，对机器人装配单元JIT节能生产调度问题进行优化求解。本发明能为机器人装配单元多个订单混合产品生产调度优化问题提供一种有效的解决方法，改善由于订单交货延迟带来的企业信誉问题，同时减少车间能耗并节约库存成本。

技术领域

本发明涉及调度问题领域，更具体地，涉及一种基于混合果蝇算法的机器人装配单元混合产品JIT节能生产优化方法。

背景技术

绿色节能发展已成为大势所趋，潮流所向，制造业的能耗所占的比重使得各制造企业在不断寻求更有效的节能方案。同时，本田公司提出的“准时制”生产模式较之前传统的生产模式更加高效且成本更低。但是目前鲜有在机器人装配单元中同时考虑节能和准时制的调度生产的研究，而同时也考虑多个订单混合产品在机器人装配单元中生产的研究几乎没有。因此不管是产业界还是学术界，机器人装配单元中多个订单混合产品JIT节能生产已经成为急需解决的问题，迫切地需要一种专门的解决方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在公开一种机器人装配单元调度优化方法，尤指一种基于混合果蝇算法的机器人装配单元中多个订单混合产品准时化节能生产问题的调度优化方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案主要包括以下过程：

步骤1、针对有m个具有不同交货期TD_i的订单{O₁，O₂，...，O_i，...，O_m}，每个订单中均含有不同批量的n种类型产品{P₁，P₂，...，P_j，...，P_n}，且每种产品含有s个装配或搬运操作 {OP₁，OP₂，...，OP_o，...，OP_s}，所有订单产品的操作均在机器人装配单元内由机器人r完成生产的调度问题，构建以能耗最小化和实现准时制为优化目标的评价函数，其中机器人装配单元中包含机器人，装配台，工件库，输入传送带和输出传送带；

能耗最小化是指在完成所有订单任务后，机器人总能耗的平均值最小，其中每台机器人执行某产品操作的总能耗为该机器人执行该产品操作的单位时间能耗及其执行时间的乘积，评价函数为：其中，N_ij指i订单中j类型产品的数目，T_jor指j产品的o操作在机器人r上的执行时间，E_jor指j产品的o操作在机器人r 上执行的单位时间能耗，R指机器人总数；

实现准时制是指每个订单在其交货期完工的前提下，即所有订单交货期与其释放时间差值的平均值最小，即使每个订单的施放时间尽可能延迟。

步骤2、制定动态双层双序列编码规则，对不同订单中不同产品的不同操作及其所选机器分别进行编码；

双层双序列是指编码中包含序列一和序列二，每个序列又包含机器人装配任务序列和机器人选择序列，其中，序列一指多个订单混合产品在机器人装配单元中的任务执行序列，序列二是序列一的子序列，指序列一中的当前订单任务序列和上个订单在其交货期前未进行解码的任务序列；

当待解码的订单变化时，序列二也随之动态更新变化，动态过程具体如下：