[发明专利]联合维修策略与任务调度的并行机系统加工优化方法

权利要求书

1.一种联合维修策略与任务调度的并行机系统加工优化方法，其特征在于，包括：

步骤1：对需要在并行机系统上进行加工的所有待加工工件进行编号，对并行机系统上所有的机器设备进行编号，对机器设备上的所有加工位置进行编号；

步骤2：根据机器退化的维纳过程，建立并行机系统加工完所有工件所需加工时间的数学模型；

步骤3：根据加工时间数学模型求解出所有工件在并行机系统上的最优加工位置；

步骤4：根据最优加工位置安排所有待加工工件的加工顺序。

2.根据权利要求1所述的一种联合维修策略与任务调度的并行机系统加工优化方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1：根据维纳随机过程的退化模型，建立机器j上的第i个工件加工完成后，机器j退化的概率密度函数f(t_[i][j])：

X_j(t)＝μt+σB(t) (2)

式中，X_j(t)表示性能退化量，μ表示漂移系数，σ表示扩散系数，B(t)表示标准布朗运动，D_f表示预设的故障阈值；

步骤2.2：根据概率密度函数f(t_[i][j])求解预防性维修的概率P_PM[i][j]：

式中，D_p表示预设的预防性维修阈值，0＜D_p＜D_f；

步骤2.3：根据概率密度函数f(t_[i][j])求解修复性维修的概率P_CM[i][j]：

步骤2.4：如公式(5)～公式(14)建立并行机系统加工完所有工件所需加工时间的数学模型：

min C_max (5)

s.t.C_max＝max{E(C_[i][j])}，i＝1，2...n，j＝1，2...m (6)

t_M[i][j]＝t_PMP_PM[i][j]+t_CMP_CM[i][j]，i＝1，2...n，j＝1，2...m (8)

0＜D_p＜D_f (14)

式中，C_max表示最大完工时间，E(C_[i][j])表示机器j上第i个工件的期望完成时间，n表示待加工工件的总数，m表示并行机系统中的机器设备总数，k表示并行机系统上所有加工位置的编号，t_M[i][j]表示机器的总维修时间，t_PM表示机器j进行预防性维修的时间，t_CM表示机器j进行修复性维修的时间，p_[j][k]表示机器j上第k个位置的加工时间，p_ij表示机器j上工件i的加工时间。

3.根据权利要求1所述的一种联合维修策略与任务调度的并行机系统加工优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1：对工件的加工位置进行编码；

步骤3.2：设定遗传算法中种群规模并产生初代种群；

步骤3.3：根据目标函数建立遗传算法的适应度函数；

步骤3.4：采用轮盘赌的方式进行选择操作，即任意个体被选中的概率与其适应度函数值的大小成正比；以一定概率改变种群中某个个体的基因，产生变异种群；

步骤3.5：为了保留迭代中产生的最优解，每一代产生的最优解直接复制到交配池，实施交叉与变异；

步骤3.6：当达到最大迭代次数后停止训练输出最后一代个体，得到所有工件最优加工位置的编号。