[发明专利]一种基于超启发式算法的智能柔性作业车间主动调度方法

权利要求书

1.一种基于超启发式算法的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，该方法包括：

S1：建模步骤

构建带作业释放时间的柔性作业车间调度模型，并确定对应的适应度函数；

S2：主动调度步骤

S21：根据柔性作业车间及待加工工件的相关基础信息，确定可调度工序集合和可加工设备集合；

S22：基于超启发式算法对工序排序规则进行优化，并采用优化后的规则来计算可调度工序集合中各工序优先级，选择优先级最高的工序作为加工工序；

S23：基于超启发式算法对设备选择规则进行优化，并采用优化后的规则来计算可加工设备集合中各设备优先级，选择选择优先级最高的设备作为所述工工序的加工设备，然后将工序安排在此设备的最早可加工时间段上；

S24：更新设备可加工时间和可调度工序集合；

S25：判断所有工序是否都已安排，是则结束，否则跳转至步骤S22。

2.如权利要求1所述的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，在步骤S1中，所述柔性作业车间调度模型以最大完工时间作为优化目标。

3.如权利要求2所述的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，在步骤S2中，所述基于超启发式算法对工序排序规则、设备选择规则进行优化的流程优选设计如下：

(i)对初始设定的工序排序规则、设备选择规则进行基因编码；

(ii)计算所有个体的适应度函数值；

(iii)对种群个体进行初始化，并判断是否满足终止条件，如满足则终止进化，如不满足则转入步骤(iv)；

(iv)对初始化后的种群个体执行选择复制操作，然后对复制后的个体以预设的第一概率Pc执行择优交叉操作；

(v)对择优交叉后的种群个体以预设的第二概率Pm执行变异操作。

4.如权利要求3所述的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，在子步骤(i)中，所述基因编码的方式优选如下：

将工序排序规则和设备选择规则分别作为一个基因包含在同一条染色体内部，并且工序排序规则基因在设备选择规则基因前面，基因与基因之间用″·″分割；

各基因分为头部和尾部，其中工序排序规则基因的头部元素来自于函数集合FS和终止符集合TS-S，设备选择规则基因的头部元素来自于函数集合FS和终止符集合TS-C，工序排序规则基因的尾部元素来自于终止符集合TS-S，设备选择规则基因的尾部元素来自于终止符集合TS-C，并且基因头部长度与尾部长度满足下式的要求：

t_i＝h_i×(v_i-1)+1(i＝1，2)

其中，t₁和t₂分别表示工序排序规则基因与设备选择规则基因各自的尾部长度，h₁和h₂分别表示工序排序规则基因与设备选择规则基因各自的头部长度，v₁和v₂分别表示函数符集合FS-S和FS-C中函数的最大参数的个数。

5.如权利要求3或4所述的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，在子步骤(iv)中，所述选择复制操作的方式优选如下：

首先计算各个体适应度函数值，根据适应度对个体进行排序；接着，将排序前三分之一的个体复制两份，排序中间三分之一的个体复制一份，排序后三分之一的个体不复制。

6.如权利要求3-5任意一项所述的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，在子步骤(iv)中，所述择优交叉操作的方式优选如下：

首先从种群中随机选择两个个体作为亲本，然后按照交叉法进行n次交叉，分别计算产生的2n个子代个体的适应度；最后，从这2n个子代个体中选出适应度最优的两个加入到新种群中。

7.如权利要求6所述的智能柔性作业车间主动调度方法，其特征在于，所述交叉法优选为单点、两点或多点的交叉。