[发明专利]一种分布式工艺规划与车间调度集成优化方法

权利要求书

1.一种分布式工艺规划与车间调度集成优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将分布式工艺规划与车间调度集成优化问题转换为数字符号的形式化描述；

步骤S2：分析分布式工艺规划与车间调度集成优化问题的预设约束条件；

步骤S3：获取待优化的目标，构建相应的目标优化函数；

步骤S4：基于模型重构对分布式工艺规划与车间调度集成优化问题进行子问题分解：将分布式工艺规划与车间调度集成优化问题的四个子决策任务划分为两类子问题，该两类子问题为选择问题和排序问题，选择问题是指为每个工件选择一个柔性制造单元进行加工，为每个选定了柔性制造单元的工件选择一个工艺流程，为被选中的工艺流程中的每道工序选择机器；排序问题是指用来确定分配到同一台机器上的工序的加工顺序；

步骤S5：构建基于逻辑的Benders分解算法；对基于逻辑的Benders分解算法进行迭代优化，直至输出最终解集合；最终获取工艺规划选择和调度安排，具体为：

步骤S51：将选择问题视为主问题，并建立混合整数线性规划模型对主问题进行求解；

步骤S52：将排序问题当作子问题，通过求解步骤S51中建立的混合整数线性规划模型可得到和的一组值，并将其看作子问题中的已知参数，则子问题退化为经典的车间调度问题，建立约束规划模型对子问题进行求解；

步骤S53：判断求解主问题得到的解和求解子问题得到的解是否收敛，如果收敛，则方法结束；否则，基于子问题获得的原问题的可行解和主问题的输出设计两种Benders最优性割，然后进行Benders最优性割选择，最后将选中的Benders最优性割添加到主问题的混合整数线性规划模型中，并返回步骤S51。

2.如权利要求1所述的分布式工艺规划与车间调度集成优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：设i，i′为工件的序号，N为工件的集合，i，i′∈N，|N|为N的基数，表示待处理的工件数量；k为机器的序号，M为机器的集合，k∈M；h，h′为用来加工工件i的柔性制造单元的序号，H_i为用来加工工件i的柔性制造单元的集合，h，h′∈H_i；l，l′为工件i在柔性制造单元h的可选工艺流程的序号，为工件i在柔性制造单元h的可选工艺流程的集合，j，j′为工件i在柔性制造单元h中的第l个工艺流程中的工序的序号，为工件i在柔性制造单元h中的第l个工艺流程中的工序的集合，为的基数，表示工件i在柔性制造单元h中的第l个工艺流程中的工序数量，J等于所有工件中最大的O_ij为工件i的第j个工序；为工件i在柔性制造单元h中的第l个工艺流程中的第j个工序；表示机器k用来加工否则表示在机器k上的加工时间；为工件i在柔性制造单元h中的运输时间；A为一个足够大的正整数；C_max为生产周期；c_i为工件i的完工时间；如果工件i被分配到柔性制造单元h中则否则如果工件i在柔性制造单元h中第l个工艺流程被选中则否则如果工序被分配到机器k则否则为工序在机器k上的开始加工时间；为工序在机器k上的结束加工时间；如果工序O_i′j′和工序O_ij都分配到机器k上加工，且工序O_i′j′直接或者间接在O_ij后加工则否则

3.如权利要求1所述的分布式工艺规划与车间调度集成优化方法，其特征在于，步骤S2所述预设约束为：从每个工件可选的柔性制造单元中只选择一个来处理该工件：

从选择的柔性制造单元中工件的可选工艺流程中只选择一个工艺流程来对该工件进行加工：

接下来，必须为每个工件所选工艺流程的每道工序选择一台加工机器：

确定工序的开始加工时间和结束加工时间的约束如下：

分配到同一台机器上的工序之间的加工顺序由下式决定

同一工艺流程相邻两道工序的开始加工时间和结束加工时间由下式决定

每个工件的完工时间不短于该工件最后一道工序的加工结束时间，约束如下：

对于目标函数，有以下约束：

最后，所有变量的可行域定义如下：