[发明专利]一种多目标优化的炼焦煤料的制备过程的优化调度方法

摘要

本发明涉及一种多目标优化的炼焦煤料的制备过程的优化调度方法，属于生产车间智能优化调度技术领域。本发明通过确定多目标优化的炼焦煤料的制备过程的调度模型和优化目标，并使用基于改进的“教”与“学”的优化算法的优化调度方法对优化目标进行优化。本发明通过在算法的教师阶段，对成绩最好的几个学员或问题解进行Insert操作来提高教学水平从而提高种群整体质量；同时，改进教学因子，提出一种自适应的教学因子，在搜索过程中对学员的能力进行自适应的调整，使其能够动态自适应的调整改进的“教”与“学”的优化算法的全局搜索性能；本发明所提出的基于改进的“教”与“学”的优化调度方法可以有效解决炼焦煤料中制备过程调度问题。

主权项

一种多目标优化的炼焦煤料的制备过程的优化调度方法，其特征在于：通过确定多目标优化的炼焦煤料的制备过程的调度模型和优化目标，并使用基于改进的“教”与“学”的优化算法的优化调度方法对优化目标进行优化；其中调度模型根据每台设备所加工煤料的最大完工时间及能量损耗约束而建立，同时第一优化目标为最小化最大完工时间f1＝Cmax(π)，第二个优化目标为最小化总能量损耗f2＝TEC：min{f1,f2}＝min{Cmax(π),TEC}Cmax(π)=Σi=1nCji,m]]>TEC＝Eb+EuCji，m＝PSTji+TPji，i＝1，...，nPSTji=max{MLji-1,ji,l-TPji,ATji},i=1,l=1,...,mPSTji-1+max{Lji-1,ji,ATji-PSTji-1},i=2,...,n,l=1,...,m]]>Lji‑1,ji＝MLji‑1,ji,m+TPji‑1‑TPji,i＝1,...,nMLji-1,ji,l=max{STji-1,ji,1+Pji,1-Pji-1,2,STji-1,ji,2}+Pji,2,l=2,i=1,...,nmax{MLji-1,ji,l-1-Pji-1,l,STji-1,ji,l}+Pji,l,l=3,...,m,i=1,...,n]]>Eb=Σi=1nΣl=1mXji,l·PWji,l·Pji,l]]>Eu=El,if((Cji,l-Pji,l)-Cji-1,l)≥max{El/PWji,l,Toff-on}Σi=1nΣl=1m((Cji,l-Pji,l)-Cji-1,l)·Xji,l·PWji,l,ifT0<min{El/PWji,l,Roff-on}]]>其中，生产车间设备数为m，煤料品种数为n，每种煤料i∈(1,...,n)需要在设备满足工件加工约束时加工；煤料的加工时间与加工设备有关，任何设备l∈(1,...,m)同一时刻只能加工一种煤料；设备在加工不同煤料时，需要设置时间，设置时间依赖于煤料间的加工顺序π＝[j1,j2,...,jn]，即π＝[j1,j2,...,jn]为待加工的n种煤料的排列，jn∈(1,2,....,n)表示某一煤料jn的排序；Cji,m为煤料ji在最后一台设备上的总完工时间，Cji,l为煤料ji在设备l上的完工时间；Eb为设备运转时的基本能量损耗，Eu为设备空闲时段的能量损耗；PSTji为煤料ji在第一台设备的开始加工时间，TPji为煤料ji在所有设备上的总加工时间；MLji‑1,ji,l为煤料ji‑1和ji在设备l上的最小延迟，则MLji‑1,ji,m为煤料ji‑1和ji在最后一台设备上的最小延迟，ATji为煤料ji的到达时间，Lji‑1,ji为煤料ji‑1和ji在第一台设备上的开始加工时间之差且Lj0,j1＝0；Pji,l为煤料ji在设备l上的加工时间且Pj0,l＝0，STji‑1,ji,l为煤料ji‑1与ji之间在设备l上的序相关设置时间且STj0,j1,l＝0；Xji,l为当设备加工煤料时为1，否则为0；PWji,l为煤料ji在设备l上的功率损耗；El为设备关闭到开启的能量损耗，T0为机器空闲时间，Toff‑on为设备关闭到开启需要的时间。