[发明专利]一种基于离散Jaya算法的电缆生产调度方法

说明书

本发明公开了一种基于离散Jaya算法的电缆生产调度方法，本发明针对线缆生产调度优化问题，建立以最小化最大完工时间为目标的问题数学模型，从而提出一种基于离散Jaya算法。在Jaya算法框架下，提出结合问题特点的高效解个体编解码策略，通过路径重链接方法改进领域搜索策略，引导算法更有效地搜索问题空间，以提升算法性能，从而实现最大完工时间最小化。本发明通过合理安排各订单工序的加工设备和时序，优化线缆生产调度，以有效提升传统电缆行业生产与管理效率。通过提出一个合理的调度方案，以缩短产品制造周期，有效提高人员工作效率、设备利用率、减少能源和物质损耗，从而达到降低成本和提高经济效益的目的。

技术领域

本发明属于电缆生产调度技术领域，尤其与一种基于离散Jaya算法的电缆生产调度方法有关。

背景技术

电线电缆已被广泛用于建筑、通信、能源、交通等工业领域，作为传统制造行业，线缆生产线存在着产品种类多、管理复杂等特点，在生产管理上仍主要以人工经验为主，这导致了我国线缆企业数字化和智能化管理水平普遍不高，严重影响了企业效益和竞争力。因此研究分析线缆生产过程中的复杂工程问题，并提出相应解决方案，对于推动传统企业的数字化转型升级，实现经济社会可持续发展具有重要意义。线缆生产调度优化是线缆生产管理的关键技术，对企业来讲，合理的调度方案不仅可以缩短产品制造周期，而且可以有效提高人员工作效率、设备利用率、减少能源和物质损耗，从而达到降低成本和提高经济效益的目的。线缆生产线主要通过拉丝退火、束丝/绞线、挤塑、成缆、挤护套、铠装等工艺环节实现不同型号线缆的生产。每一工艺环节可由具备相应功能的加工机器和配套模具完成，一台机器在加工不同型号线缆时通常需要切换模具，且模具切换过程需耗费一定的卸载和安装时间。线缆生产过程中的不同工艺环节结束后都会生成线缆成品。由于线缆产品种类型号繁多、生产工艺复杂，因此针对电缆生产调度问题的建模和求解均具有很大挑战性。目前线缆生产企业主要还停留在依赖人工经验进行生产调度的阶段，有关线缆生产调度的文献少之又少。线缆生产调度问题可视为一类带资源约束和准备时间的柔性作业车间调度问题。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题，本发明提出一种基于离散Jaya算法的电缆生产调度方法。

为此，本发明采用以下技术方案：一种基于离散Jaya算法的电缆生产调度方法，包括以下步骤：

二、初始化策略

第一步，初始化算法参数：初始化种群大小Pop，最大迭代次数Iter；

第二步，解个体编码与生成策略：在生成自然序列的基础上通过随机混洗方式不断生成Pop个初始解个体，以提高初始解的多样性；

第三步，计算解个体的适应度值：计算每个种群的最大完工时间，并作为个体适应度。在计算过程中使用左移操作，减少机器空闲时间，使作业工序尽可能在较短的时间内加工完成；

二、离散Jaya策略

第一步，随机系数生成：生成二进制数r₁和r₂，即r₁,r₂∈{0,1}，且满足r₁+r₂＝1；

第二步，新解生成离散化：基于Jaya算法中的解生成方式，提出DJaya算法中解个体生成的离散化公式为：

其中X_tB表示在第t次迭代过程中最优解，X_tW表示在第t次迭代过程中最差解，代表交叉操作；若r₁为1，则设X_tB为导向解，X_t为初始解，对X_tB和X_t实行路径重链接操作，若r₂为1，则设X_tW为导向解，X_t为初始解，对X_tW和X_t实行路径重链接操作；