[发明专利]求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方法

说明书

本发明涉及求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方法，本发明有效解决现有的算法忽略工件在不同生产机器间的运输时间以及不同工件在机器上所需的调整时间，在一些特定的生产领域，影响到产品质量的问题；解决的技术方案包括：本发明将传统的文化基因算法经过改进将其应用领域扩展到了求解带运输时间柔性作业车间调度方案问题中。种群中每个个体采用两段式整数编码来表示一种可行调度方案，该编码方式简单易实现，可以高效率的求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方案，实现了对带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方案的快速寻优。

技术领域

本发明属于柔性作业车间调度技术领域，具体涉及求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方法。

背景技术

随着制造、信息和网络技术的不断提高，新型制造系统需向着柔性化、信息化、数字化、智能化多方面发展。柔性作业车间调度问题(Flexible Job Shop SchedulingProblem，FJSP)是一类重要的车间调度问题，是作业车间调度问题(Job Shop SchedulingProblem，JSP)的扩展，具有机器柔性，更贴合现代的生产模式；

在JSP问题中工件的工序与机器一一对应，这并不符合实际生产现状，而在FJSP问题中，每道工序的加工机器不唯一，且加工时间随机器不同而产生差异，在此基础上，带运输时间和调整时间的FJSP问题会考虑到工件在不同加工机器间的运输情况，以及机器在加工不同工件时的机器调整问题；

因此该问题的解空间更大，约束更多，更难求解，但是如果忽略这些客观条件，容易使加工计划与实际生产相违背，因此，求解带运输时间和调整时间的FJSP问题得到的调度结果更加贴近实际情况，符合实际生产的需求，从而更科学地指导实际生产；

故，提供一种高效率求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方法便显得较为迫切。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方法，可以有效求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方案，并同时优化最大完工时间、机器总负载、机器关键负载和工件的交货期惩罚值四个目标，实现了对带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方案的快速寻优。

求解带运输时间和调整时间的柔性作业车间调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：参数设置，设置混合多目标群智能算法求解带运输时间和调整时间的FJSP的相关参数，混合多目标群智能算法的终止条件为：运算循环的次数达到迭代次数N_iter时停止；

S2：首先结合柔性作业车间调度问题特点进行信息编译，分为机器选择信息和工序排序信息，通过随机初始化方法产生初始机器选择种群，种群中的个体均代表一种机器选择方案；

S3：利用改进的蚁群算法依次对机器选择种群中的个体进行深入挖掘，确定其工序排序信息，分别根据最大完工时间、机器总负载、机器关键负载和工件的交货期惩罚值四个目标函数，确定当前机器选择下的最优工序排序，得到各目标最优调度方案集；

S4：将S3中的四个调度方案集合作为第一代种群，种群规模为4*N_pop，进行非支配排序选择，得出F₁～F_n层上共N_pop个非支配解，并更新全局非支配解集；

S5：对F₁层个体的机器选择信息进行突变操作，生成仅包含机器选择信息的个体；

S6：对F₂～F_n层个体的机器选择信息进行靠拢操作，生成仅包含机器选择信息的个体；

S7：将突变和靠拢操作得到的个体合并，得到有N_pop个个体的新一代机器选择种群；