[发明专利]一种基于动态规划和vns的装备供应链调度方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于动态规划和vns的装备供应链调度方法和系统，涉及供应链调度领域。本发明首先通过编码确定工件的分配以及加工顺序，再根据动态规划算法来确定每个机器上工件的组批方式，然后通过变邻域搜索算法迭代来寻找到最优值，其中当变邻域搜索算法迭代到一定次数后，两种启发式算法与变邻域搜索算法结合运行对当前最优解进行寻优，从而使得在搜索效率和求解质量之间达到很好的平衡，前期提高了算法的收敛速度，后期也保证迭代过程中能深度寻找最优解，在保证近似最优解的求解质量的基础上，缩短了求解过程的时间。

技术领域

本发明涉及供应链调度技术领域，具体涉及一种基于动态规划和vns的装备供应链调度方法和系统。

背景技术

随着装备制造业的发展，装备的制造过程也变得更加复杂，设备磨损、供应链服务水平等众多因素可能会对装备制造的效率产生重大影响。

在装备制造过程中，往往存在着批处理过程。批处理又可以分为平行批处理和连续批处理，在平行批处理中，一个批次的所有工件都可以同时处理，它的加工时间由一个批次处理中加工时间最大的工件决定；连续批处理中，工件须一个接一个加工，它的加工时间是所有工件实际加工时间的总和。

在针对连续批处理的最小最大完工时间的求解问题上，可以采取元启发式算法进行求解。其中，VNS(Variable Neighborhood Search，变邻域搜索)算法是一种常用的启发式算法，其利用各种动作邻域结构向不同方向进行搜索，使得算法能够在搜索广度和深度上取得一种很好的平衡效果。

但是，VNS算法的性能取决于邻域结构的设计，当面对情形复杂的问题，现有的变邻域搜索算法存在无法于短时间内得出近似最优解或得出的近似最优解的求解质量较差。

因此，亟需一种基于VNS的装备供应链调度方法，在保证近似最优解的求解质量的基础上，以缩短求解过程的时间。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于动态规划和vns的装备供应链调度方法和系统，解决了现有技术中无法在短时间内获得质量较优的近似最优解的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

在本发明的第一方面，提供了一种基于动态规划和vns的装备供应链调度方法，所述方法包括：

S1、获取工件信息、机器信息、算法参数以及邻域结构，并对所述算法参数进行初始化处理；其中，所述初始化处理包括：st＝1，time＝1，it＝1，ix＝a*t_max；t_max表示最大迭代次数，a表示第一预设数值，且0＜a＜1；ix表示第二最大迭代次数；st表示邻域结构的顺序；time表示每次迭代过程中的搜索次数、it表示迭代次数；

S2、随机生成包含各个工件与机器的分配关系、各个工件的加工顺序的调度方案，并基于第一启发式算法和第二启发式算法对所述调度方案中的V₂部分进行更新；其中，调度方案V由V₁和V₂组成，V＝{V₁，V₂}；V₁表示将工件分配至不同机器的编码、V₂表示确定工件的加工优先级的编码；

S3、判断it＜t_max是否成立，若是，则转步骤S4；若否，则转步骤S10；

S4、判断it＜ix是否成立，若是，则转步骤S5；若否，则转步骤S6；

S5、在第st个邻域结构内搜索新的调度方案V′，分别计算V和V′的最大完工时间C_max，time＝time+1，转至步骤S7；