[发明专利]考虑服务等级的多处理机工件调度方法

说明书

本发明提出考虑服务等级的多处理机工件调度方法，考虑人和机器等柔性资源加工能力的差异以及工件对于不同加工资源和加工能力的要求，设计动态规划算法和近似算法，实现资源“取长补短”式的协同配置方案，解决柔性资源优化匹配和多处理机工件排序的技术难题。

技术领域

本发明涉及多处理机工件协同调度问题，尤其涉及一种考虑服务等级的多处理机工件调度方法。

背景技术

多处理机工件调度问题(Multiprocessor Job Scheduling Problem,MJSP)是指在同一时刻可利用多个处理机并行加工一个工件，有效利用人和机器等柔性资源，充分挖掘人机协同的潜能，决策如何配置机器以及调度工件，实现人-机器-工件优化匹配和高效协作，以达到优化调度目标。机器与工件之间构成了多对一的动态匹配关系，突破了经典调度中一个工件在同一时刻只能由一个机器加工的限制，将经典调度涉及的排序问题拓展为机器-工件匹配和工件排序优化问题。

在实际生产和服务系统中，多处理机工件普遍存在频繁应用。例如航空发动机装配工艺专业化程度高、高精尖技术密集，在装配过程中，不仅需要大量的工业机器人、专用设备、专用工装夹具，还需要大量的技术员和装配工，通过人机物等柔性资源协同装配，保证装配精度，提高装配效率。显见，多个装配工、多个专用设备协同操作执行装配的过程就表现为机器与工件多对一的加工方式。同时，人、机器的操作技能、操作等级、熟练程度以及协同方式均对装配时间、质量和精度有显著影响。那么，如何在多处理机工件调度中体现人、机器的操作技能、操作等级、熟练程度等因素，进而合理利用生产资源，充分释放生产能力，进一步提高作业效率，最终实现装配线高效运转，是一个值得研究的技术问题。

发明内容

本发明将实际的人和机器定义为广义的机器，将操作工技能等级、机器加工能力统一抽取为服务等级参数，并针对机器与工件多对一的加工方式，考虑广义机器加工能力差异，通过建立多处理机工件调度模型，分析问题的复杂性，设计动态规划算法及近似算法，解决机器-工件匹配和工件排序优化的难题，以此提高装配资源的利用程度，提升航空发动机的装配效率。

本发明的技术方案为：

一种考虑服务等级的多处理机工件调度方法，包括以下步骤：

步骤1：构建考虑服务等级的多处理机工件调度模型Qm|m_j,GoS|C_max：

obj.min C_max                                    (1.1)

S_j≥C_j′-M(2-x_j,i,h-x_j′,i,h-1)j≠j′；i＝1,…,m；h＝1,…,n        (1.5)

C_j＝S_j+p_j*m_j/v_j j＝1,…,n                                    (1.6)

S_i,h≥C_i,h-1i＝1,…,m；h＝1,…,n                                 (1.9)

S_i,h≤S_j+M(1-x_j,i,h)j＝1,…,n；i＝1,…,m；h＝1,…,n            (1.10)