專利名稱：一種基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動控制與信息技術領域，尤其涉及一種基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法。
背景技術：
流水車間生產線調度是制造企業(yè)生產過程中非常重要的問題，良好的調度策略將極大的提高生產效率?？偼旯r間(makespan)是調度過程中一個非常重要的性能指標，總完工時間最小可使得資源更加有效利用、任務更迅速傳遞及在制品庫存最小。目前的流水車間生產線調度方法分為兩種類型，一種為窮舉法，如動態(tài)規(guī)劃法、分支定界法等， 雖然可以對工件的加工順序得到最優(yōu)的調度，但是這些方法的搜索空間會隨著工件數量的增加呈指數式急劇增長，計算復雜度高，對機器硬件的要求較高，難以應用在大規(guī)模的流水車間生產線調度上；另一種方法為啟發(fā)式算法，包括元啟發(fā)式算法與構造型啟發(fā)式算
法，目前提出的構造型啟發(fā)式算法如(I)Palmer算法-Palmer D S. Sequencing Job
through a Multi-Stage Process in the Minimum Total Time—a Quick Method of Obtaining a near 0ptimum[J]. Operational Research Quarterly，1965，16 :101-107 ;Gupta算法-Gupta J. A Functional Heuristic Algorithm for the Flowshop
Scheduling Problem[J]. Operational Research Quarterly，1971，22 :39-47 ; (3)CDS 算
法-Campbell H G，Dudek R A，Smith MLA Heuristic Algorithm for the n_Job，
m-Machine Scheduling Problem. [J] Management Science，1970，16 :630-637 ； (4)RA 算
法--Dannenbring D G. An Evaluation of Flow Shop Sequencing Heuristics [J].
Management Science，1977，23 (11) :1174-1182 ; (5) NEH 算法-Nawaz M, Enscore E，
Ham I. A Heuristic Algorithm for the m Machine，n Job Flow Shop [J] OMEGA :The International Journal of Management Sciences，1983，11 (I) :91-95 等，以上幾種構造型啟發(fā)式算法中以NHl算法的性能最佳。然而，NHl算法在實現過程中需要通過多次計算擬定工件序列的總完工時間并進行比較，因此，計算復雜度將遠大于其他構造型啟發(fā)式算法。

發(fā)明內容
針對現有技術存在的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有較高的調度性能，同時計算復雜度較低的基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法。為實現上述目的，本發(fā)明提供一種基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法的實施例，該方法包括如下步驟SI、若n個工件在m臺機器上加工，設Pi，j為第j個工件在第i臺機器上的執(zhí)行時間，構成矩陣P，其中i = 1，2，A，m;j = 1，2，A，n，工件之間的初始排序為Ji丨=[P1, P2. . . Pj. . . Pn]，工件之間的最終排序為初始為空；
權利要求
1.一種基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法，其特征在于，所述方法包含如下步驟51、若η個工件在m臺機器上加工，設Pi,j為第j個工件在第i臺機器上的執(zhí)行時間，構成矩陣P，其中i = 1，2，A, m；j = 1,2, Λ, η，工件之間的初始排序為Ji ' = [P1,P2. . . Pj. . . Pn]，工件之間的最終排序為π初始為空；I, mm(pu i, pv j ) < mm(pu J, pv i)52、定義用^i5/)= j Q,mm(Pu,i,Pvj) > m[n(Puj^Pv,i),其中 I 彡 i < j 彡 n，I 彡 u1,其他情況< V ^ m ；53、判斷是否存在R(Pi, Pp = I或O，若存在，則進入步驟S31 ;否則，進入步驟S32;331、判斷1 仍七)=I是否成立，若成立，則將PJA加工順序置于Pj之前，同時將Pi, Pj加入π中，并從中刪除，若不成立，則將Pj的加工順序置于？1之前，同時將PpPiW入^中，并從π'中刪除；5313、從JI'中取出一列Pk;5314、計算Pk在JI中的插入位置，包含如下步驟S3141 步驟S3145:S3141、將Pk與π中的各列比較；S3142、判斷π中的所有列Pi是否均滿足R (Pk，Pi) = I或O，若是，則進入步驟S3143，否則進入步驟S3144 ;S3143、若R(Pk，Pi) = UfPk的加工順序置于Pi之前，若R(Pk，Pi) = O，將Pi的加工順序置于Pk之前，從而確定Pk在中的插入位置；S3144、利用R(PyPi) = I或O得到Pk與π中的各列Pi的可確定的相對位置，排除已確定的相對位置，得到Pk在π中的可能插入位置；S3145、將Pk插入序列中的各個可能的位置，計算Pk插入各位置后的序列η中所有列的總完工時間，將總完工時間最小的位置作為列Pk的插入位置；5315、將Pk插入Ji中，并從Ji'中刪除；5316、判斷JI'是否為空，若是，則結束判斷，否則，返回步驟S313;m532、計算’中各列的加工時間sum」，皿=Σ Pij，其中j = 1，2，Λ，η ;/=1533、將3 '中的各列按sum」的遞減順序排列；534、將π，中的前兩列P1,P2存入π中，并將這兩列從η /中刪除；535、從Ji,中取出一列Pk;536、將Pk插入序列π中的各個可能的位置，計算Pk插入各位置后的序列π中所有列的總完工時間，將總完工時間最小的位置作為列Pk的插入位置；537、將Pk插入Ji中，并從Ji'中刪除；538、判斷JI'是否為空，若是，則結束判斷，否則，返回步驟S35。
2.如權利要求I所述的基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法，其特征在于所述步驟S313及步驟S35可以按順序或任意從π /中取出一列Pk。
3.如權利要求I所述的基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法，其特征在于當為空后，按序列η的加工順序對工件進行調整，并依次在m臺機器上進行加工
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于構造型啟發(fā)式算法的流水車間生產線調度方法S1、n個工件在m臺機器上加工，pi,j為第j個工件在第i臺機器上的執(zhí)行時間，工件的初始排序為π＇；S2、定義R(Pi,Pj)；S3、是否存在R(Pi,Pj)=1或0，若是，進入S31；否則，進入S32；S31、R(Pi,Pj)=1是否成立，若是，將Pi置于Pj之前，否則，將Pj置于Pi之前，將這兩列加入π中，從π＇中刪除；S313、從π＇中取出Pk；S314、計算Pk在π中的插入位置；S315、將Pk插入π中，從π＇中刪除；S316、π＇是否為空，若是，結束判斷，否則，返回S313。本發(fā)明相對于現有技術，計算復雜度低，具有較好的調度性能。
文檔編號G05B19/418GK102621951SQ20121006883
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權日2012年3月16日
發(fā)明者劉奎, 唐聃, 曹亮, 羅飛, 舒紅平 申請人:成都信息工程學院