[发明专利]一种基于绝对值和函数最小化与粒子群优化的车间设备双行布局方法

摘要

本发明涉及一种基于绝对值和函数最小化与粒子群优化的车间设备双行布局方法，通过建立车间设备双行布局的数学模型，根据其既含有组合优化又含有连续优化的特点，提出分层次优化的设计方法：在初始化层，从一个随机的设备排序出发，采用上下行设备总长度相近的策略确定优化的上下行设备数量，形成一个初始的双行布局方案；在粗优化层，采用基于绝对值和函数最小化的局部搜索方法确定优化的设备排序以及对应的下行设备起始位置；在细优化层，采用粒子群算法确定各个设备优化的精确位置。最终确定成本最小、效率最高的车间设备双行布局方案。本发明可较快确定大规模车间设备优化的双行布局，从而提高企业的效益。

主权项

1.一种基于绝对值和函数最小化与粒子群优化的车间设备双行布局方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：分析影响车间设备双行布局的要素，建立车间设备双行布局的数学模型，将物料搬运总成本作为所建立数学模型的目标函数值，用以获得最低物料搬运总成本的设备双行布局方案S；步骤S2：对步骤S1中所述的设备双行布局方案S进行编码；用一个序列向量π表示设备的排序，一个实数向量a表示设备间的可调整空间，一个整数变量m表示上行设备的数量，则下行的设备数量为n‑m；其中，n为需要布局的设备总量；步骤S3：构造随机的设备排序；步骤S4：采用上下行设备总长度相近的策略确定上行的设备数量m和下行的设备数量n‑m，构造一个初始的布局方案S0，并将其视为本轮的最优方案Snbest；步骤S5：利用绝对值和函数最小化的性质，确定优化的下行设备起始位置，获得进一步优化的布局方案S1，并计算该方案的目标函数值f(S1)；步骤S6：判断方案S1是否优于所述方案Snbest，若是则将方案S1视为本轮最优方案Snbest，并将方案S1视为当前方案S*，构造当前方案的2‑交换邻域，搜索新的2‑交换邻域中的设备排序方案返回到步骤S5；否则执行步骤S7；步骤S7：判断2‑交换邻域中的所有设备排序方案是否检测完毕，如果检测完毕则执行步骤S8；如果没有检测完毕则继续搜索2‑交换邻域中其他未检测的方案并返回到步骤S5；步骤S8：利用粒子群算法优化步骤S6中方案Snbest中设备间的可调整空间，用以降低方案Snbest的目标函数值，获得全局最优方案Sgbest；步骤S9：判断内循环次数Tnow是否达到预设要求Tmax，若是，则执行步骤S10，否则，以本轮最优方案Snbest的设备序列π为基础，随机选择l个连续的设备，并将其设备以对称的方式两两交换，产生一个新的序列π0，并返回步骤S4；步骤S10：判断外循环次数Gnow是否达到预设要求Gmax，若是，则停止搜索，输出全局最优方案Sgbest；否则，执行步骤S3。