一種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法，屬于生產(chǎn)車間智能優(yōu)化調(diào)度【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明通過確定手機的生產(chǎn)裝配過程調(diào)度模型和優(yōu)化目標(biāo)，并使用改進的自適應(yīng)分布估計算法的優(yōu)化調(diào)度方法對優(yōu)化目標(biāo)進行優(yōu)化；其中調(diào)度模型依據(jù)手機的零件在各臺機器上的加工時間和最終裝配完成時間來建立，以最小化最大完成時間為優(yōu)化目標(biāo)。本發(fā)明使得手機的生產(chǎn)裝配過程的表達清晰準(zhǔn)確；對全局搜索找到的優(yōu)質(zhì)區(qū)域進行較為細致的局部搜索，從而在全局和局部搜索之間到達較好的平衡。
【專利說明】-種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法，屬于生產(chǎn)車間智能優(yōu)化調(diào) 度【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)汽車內(nèi)飾零件生產(chǎn)公司已進入微利發(fā)展階段，如何生產(chǎn)更高質(zhì)量、更低 成本的產(chǎn)品已關(guān)系到企業(yè)能否繼續(xù)生存，面對該樣一個至關(guān)重要的問題，各公司都在考慮 各種對策，而其中一個好的方法就是，努力通過優(yōu)化生產(chǎn)裝配工序，縮短工時W縮減成本， 提高產(chǎn)品的價格競爭力。
[0003] 在現(xiàn)代手機制造企業(yè)中，裝配工作量占整個產(chǎn)品工作量的相當(dāng)大比重，而且生產(chǎn) 手機的技術(shù)越來越成熟，只有提供更加美觀、人性化、高質(zhì)量、低價的手機，才能使自己立于 不敗之地。而在中國的市場中，價格無疑是企業(yè)競爭的致命弱點。目前中國正處于制造業(yè) 快速發(fā)展的階段，自動化程度還比較低，因此，合理平衡裝配流水線，提高效率能為企業(yè)帶 來巨大的效益。
[0004] 在手機的生產(chǎn)裝配過程中，主要包括手機的零件的加工、運輸和組裝3個階段。每 種手機需要在第一階段9臺設(shè)備上分別加工而成的9個零件在第=階段組裝而成；每種手 機對應(yīng)的9個零件在第一階段全部加工完成后，則立刻由第二階段收集、運輸?shù)降赟階段 等待組裝；各種手機對應(yīng)的零件按手機加工順序依次經(jīng)過=個階段進行處理；第一階段的 任一加工設(shè)備在同一時刻只能加工一種零件，不同零件間帶序相關(guān)設(shè)置時間，設(shè)置時間依 賴于加工順序；第S階段的組裝設(shè)備在同一時刻只能組裝同一種手機，不同手機間設(shè)置時 間為0。
[0005] 手機的生產(chǎn)裝配過程屬于一類典型的=階段裝配流水線生產(chǎn)過程，學(xué)術(shù)界已定義 該類裝配流水線為S階段裝配流水線（T虹ee-Stage Assembly Flowshop, TSAF)，并證明第 一個階段含有兩臺機器W上的TSAF調(diào)度問題屬于NP難問題，即不存在一個多項式時間內(nèi) 的算法即可解決的復(fù)雜問題。顯然，第一階段含有9臺機器數(shù)的TSAF調(diào)度問題（即；手機 的生產(chǎn)裝配流水線調(diào)度問題），也屬于NP難問題范疇。對該問題進行合理的調(diào)度，可明顯提 高手機的生產(chǎn)裝配流水線系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。
[0006] 由于手機的生產(chǎn)裝配流水線調(diào)度問題是NP難問題，使得傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法無 法解決該問題，因此，本發(fā)明設(shè)計一種改進的自適應(yīng)分布估計算法（Modified Adaptive Estimation of Distribution Algorithm, MAEDA)的優(yōu)化調(diào)度方法，可在較短時間內(nèi)獲得 手機的生產(chǎn)裝配過程的調(diào)度問題的優(yōu)良解。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在較短時間內(nèi)獲得手機的生產(chǎn)裝配過程調(diào)度問題 的優(yōu)良解的問題，提供了一種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案是；一種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法，通過確定手機 的生產(chǎn)裝配過程調(diào)度模型和優(yōu)化目標(biāo)，并使用改進的自適應(yīng)分布估計算法的優(yōu)化調(diào)度方法 對優(yōu)化目標(biāo)進行優(yōu)化；其中調(diào)度模型依據(jù)手機的零件在各臺機器上的加工時間和最終裝配 完成時間來建立，W最小化最大完成時間為優(yōu)化目標(biāo)：

【權(quán)利要求】
1. 一種手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：通過確定手機的生產(chǎn)裝配 過程調(diào)度模型和優(yōu)化目標(biāo)，并使用改進的自適應(yīng)分布估計算法的優(yōu)化調(diào)度方法對優(yōu)化目標(biāo) 進行優(yōu)化；其中調(diào)度模型依據(jù)手機的零件在各臺機器上的加工時間和最終裝配完成時間來 建立，以最小化最大完成時間為優(yōu)化目標(biāo)：
其中，711>=[<,7^，'",4](<￡.丨丨，一,/4,2'=丨,-",/〇為待加工的11臺手機基于加工順 序的排列，（^(<〕丨〇認|6=1,2,-,塒,〖=1,-，《)為組裝第1臺手機<需要在第一階 段第k臺設(shè)備上加工的手機零件，S(C)iO〇u)為零件CVu和零件OU之間的設(shè)置時間 且S(C)cu,O1,k)X^p(Ou)為零件Oi,k的加工時間，仰Of)為第二階段收集、運輸屬于手 機Ap的所有零件到第三階段組裝設(shè)備的時間，CVkf)為屬于手機< 的所有零件經(jīng)過第一 階段加工和第二階段收集、運輸所需的最大處理時間且CHO=O，以?)為手機#在 第三階段的組裝時間，COf)為手機#的完成時間且C(TT^) =O，C_(P)為所有手機的 最大完成時間；優(yōu)化目標(biāo)為在所有手機加工順序的集合n中找到一個31'使得目標(biāo)函數(shù)CmaxUp)最小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機的生產(chǎn)裝配過程的優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述改 進的自適應(yīng)分布估計算法的優(yōu)化調(diào)度方法的具體步驟如下： Stepl、編碼方式：以每種手機的加工裝配順序進行編碼Ttp =|>rf, <，--?,;r;H;其中n 為待加工手機的個數(shù)，Ou為待組裝的手機 <需要在第一階段第k臺設(shè)備上加工的零件；Step2、種群和概率分布模型初始化：種群規(guī)模為M，采用隨機方法產(chǎn)生初始化種群，直 至初始解的數(shù)量達到種群規(guī)模的要求；采用一個nXn維的矩陣P(gen)表示算法第gen代 的概率分布模型；
其中，Pi (gen) = [Pil (gen)，Pi2 (gen),…，Pin (gen)]為P(gen)中第i行行向量，Pij (gen) 是P(gen)的第i行第j列元素且表示第gen代時手機j在個體或解的第i位上出現(xiàn)的概 率Z)=丨4(供/?)=1，gen彡1，P(gen)從數(shù)值上反映不同手機的加工優(yōu)先關(guān)系，Pij (gen)越 大，表示在第gen代時手機j在個體的第i位上出現(xiàn)的概率越大； Step3、更新概率分布模型：首先判斷所獲得的"最優(yōu)個體"是否連續(xù)十代沒有更新，若 是，則對概率矩陣進行從新初始化；否則采用基于信息熵的學(xué)習(xí)速率和變異速率自適應(yīng)調(diào) 整機制，使用算法在搜索過程中找到的"最優(yōu)個體"對概率矩陣進行更新； Step4、采樣并產(chǎn)生新的種群：采用輪盤賭的方式對概率分布模型進行采樣； Step5、基于首次改進跳出原則的"Insert"變異操作：使用首次改進跳出原則的 "Insert"變異操作對種群中的最優(yōu)個體或解執(zhí)行局部搜索； Step6、終止條件：設(shè)定終止條件的最大迭代次數(shù)為200,如果滿足，則輸出"最優(yōu)個體"； 否則轉(zhuǎn)至步驟St印3,反復(fù)迭代，直到滿足終止條件。
【文檔編號】G05B19/418GK104503381SQ201410668098
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】錢斌, 李子輝, 胡蓉 申請人:昆明理工大學(xué)