考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 柔性綜合調(diào)度定義為：加工工藝圖具有樹形結(jié)構(gòu)特征的復(fù)雜單產(chǎn)品，其工序節(jié)點(diǎn)可以 在設(shè)備資源中的一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備上加工(加工時(shí)間和費(fèi)用可以不相同)。目前柔性綜合調(diào)度 方法分為兩大類，一類是先確定所有工序的加工設(shè)備，而后將問題轉(zhuǎn)化為加工設(shè)備唯一的 一般綜合調(diào)度問題處理；另一類是逐步確定各個(gè)工序的加工設(shè)備和其加工時(shí)間。
[0003] 目前柔性綜合調(diào)度方法只考慮產(chǎn)品完工時(shí)間這一單目標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本有時(shí) 過商。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是為了解決目前柔性綜合調(diào)度方法只考慮產(chǎn)品完工時(shí)間這一單目標(biāo)，導(dǎo) 致產(chǎn)品生產(chǎn)成本過高的問題，提供一種考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法。
[0005] 考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法。
[0006] 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法，采用分層雙目標(biāo)優(yōu)化模型，第1層 次只考慮時(shí)間，即縮短產(chǎn)品完工時(shí)間，第2層次只考慮費(fèi)用，即降低加工總費(fèi)用，通過采用 設(shè)備累計(jì)時(shí)間平衡策略優(yōu)化柔性綜合調(diào)度第1層次目標(biāo)，采用木桶原理中的短板思想實(shí)現(xiàn) 柔性綜合調(diào)度第2層次目標(biāo)，所述的采用分層雙目標(biāo)優(yōu)化模型包括如下步驟：初始化綜合 調(diào)度任務(wù)所有工序節(jié)點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行工序節(jié)點(diǎn)排序；工序節(jié)點(diǎn)設(shè)備分配.。
[0007] 所述的考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法，所述的初始化綜合調(diào)度任務(wù) 所有工序節(jié)點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)：綜合調(diào)度任務(wù)為m臺(tái)設(shè)備η個(gè)工序，用P表示工序的編號(hào)，用D 表示工序的加工設(shè)備信息集，元素 D是對(duì)象，D. size表示工序可以在D. size臺(tái)設(shè)備上加工， D. get (j)表示工序可以在D. get (j)號(hào)設(shè)備上加工，工序在D. get (j)號(hào)設(shè)備上的加工時(shí)間、 工費(fèi)分別是D. get (j) · time、D. get (j) · cost;用N表示P的緊后工序； .首先錄入所有工序節(jié)點(diǎn)的P，D，N屬性，然后初始化工序節(jié)點(diǎn)的其它屬性，區(qū)間加工 時(shí)長屬性span、層屬性layer、區(qū)間路徑屬性path、緊前工序個(gè)數(shù)count、節(jié)點(diǎn)集編號(hào)solo、 頭部標(biāo)志似head; (2) 所述的工序節(jié)點(diǎn)排序：根據(jù)初始化的工序?qū)傩砸来尾捎脤印^(qū)間路徑、區(qū)間時(shí)長三 條規(guī)則來確定工序之間的排序,最后將排好序的工序編號(hào)存入數(shù)組sort []; (3) 所述的工序節(jié)點(diǎn)設(shè)備分配：針對(duì)工序開始時(shí)間受其多個(gè)緊前工序中最晚結(jié)束工序 的影響，對(duì)不同的工序采用木桶原理中的短板思想和設(shè)備累計(jì)時(shí)間平衡策略進(jìn)行工序的設(shè) 備分配。
[0008] 所述的考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法，通過采用設(shè)備累計(jì)時(shí)間平衡 策略優(yōu)化柔性綜合調(diào)度第1層次目標(biāo)包括如下步驟： 步驟1:建立加工工藝樹類Tree，建立工序節(jié)點(diǎn)類Node，Node的類變量P，D，N， span, layer, path, count, solo, head, sTime, eTime, endDev分別表不工序編號(hào)、工 序加工設(shè)備信息集、緊后工序、區(qū)間時(shí)長、層、區(qū)間路徑、緊前工序個(gè)數(shù)、節(jié)點(diǎn)集編號(hào)、頭部標(biāo) 志位、在選定設(shè)備上的加工開始時(shí)刻、在選定設(shè)備上的加工結(jié)束時(shí)刻、選定的加工設(shè)備；4. Tree的類變量數(shù)組N〇des □，用來存放所有工序節(jié)點(diǎn)，類型是Node，Tree的類變量R，maxL， sort □分別用來存放根節(jié)點(diǎn)、工藝樹層數(shù)、工序排序數(shù)組； 步驟2:輸入調(diào)度任務(wù)的η個(gè)工序節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)P，D，N，將η個(gè)工序節(jié)點(diǎn)按編號(hào)順序存入 Tree. Nodes;其中，N是P的緊后工序，即工藝樹中邊的指向是P號(hào)節(jié)點(diǎn)指向N號(hào)節(jié)點(diǎn)； 步驟3:初始化工序節(jié)點(diǎn)的區(qū)間時(shí)長屬性span,遍歷Tree. Nodes,工序Nodes [i]的區(qū) 間時(shí)長屬性下限Nodes[i]. span, low等于該工序加工設(shè)備信息集Nodes[i]. D中加工時(shí)間 最小的時(shí)間；工序的區(qū)間時(shí)長屬性上限span, up等于該工序加工設(shè)備信息集D中加工時(shí)間 最大的時(shí)間； 步驟4:初始化工序節(jié)點(diǎn)的層次屬性layer、區(qū)間路徑屬性path，規(guī)定根節(jié)點(diǎn)R. Iayer=I，R. path=R. span;按層推進(jìn)，1層只有根節(jié)點(diǎn)，那么所有以1層工序?yàn)榫o后工序的工 序節(jié)點(diǎn)，其層屬性等于1+1=2,區(qū)間路徑等于自身區(qū)時(shí)長徑加上各自緊后工序的區(qū)間路徑， 重復(fù)以上直到某層中的工序都沒有緊前工序，記錄該層為maxL; 步驟5:初始化工序節(jié)點(diǎn)的孩子個(gè)數(shù)count屬性，遍歷Tree. Nodes，Nodes[i]. count等 于Nodes [i]的緊前工序個(gè)數(shù)； 步驟6:初始化工序節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)集solo屬性,遍歷Tree. Nodes,查找緊前工序數(shù)大于1 的節(jié)點(diǎn)，這樣的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)等于節(jié)點(diǎn)集的數(shù)量，將這些節(jié)點(diǎn)的緊前工序編為對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)集；其 它節(jié)點(diǎn)solo=0; 步驟7:初始化工序節(jié)點(diǎn)的頭部標(biāo)志head屬性,遍歷各個(gè)節(jié)點(diǎn)集,查找各個(gè)節(jié)點(diǎn)集內(nèi) 部區(qū)間加工時(shí)長下限最大的工序，將之頭部標(biāo)志位標(biāo)志為true;節(jié)點(diǎn)集其它節(jié)點(diǎn)標(biāo)志為 false； 步驟8:獲取排序數(shù)組sort，首先按層屬性排列，層屬性大者級(jí)別高；若層相同，區(qū)間路 徑中點(diǎn)大者級(jí)別高；若區(qū)間路徑中點(diǎn)相同，區(qū)間路徑寬度大者級(jí)別高；若區(qū)間寬度相同，區(qū) 間時(shí)長中點(diǎn)大者級(jí)別高；若區(qū)間時(shí)長中點(diǎn)相同，區(qū)間時(shí)長寬度大者級(jí)別高； 步驟9:主循環(huán)體，i=0,所有設(shè)備的Cumulate=O; 步驟10:檢查工序sort [i]的節(jié)點(diǎn)集solo屬性，若為0轉(zhuǎn)步驟11，若大于0,檢查工序 sort [i]的頭部屬性，若為true轉(zhuǎn)步驟11，若為false轉(zhuǎn)步驟12; 步驟11:在工序s〇rt[i]的可加工設(shè)備中選擇累計(jì)時(shí)間最少的設(shè)備為該節(jié)點(diǎn)加工設(shè) 備；若設(shè)備不唯一按sort [i]· D中最短用時(shí)確定加工設(shè)備；若設(shè)備不唯一，按sort [i]· D中 費(fèi)用最少原則確定工序sort [i]的加工設(shè)備，轉(zhuǎn)步驟14; 步驟12:檢查工序sort [i]的節(jié)點(diǎn)集solo屬性，找出這個(gè)節(jié)點(diǎn)集的全部已經(jīng)調(diào)度完 畢工序所使用的設(shè)備存入集合iDev，設(shè)nowj為該節(jié)點(diǎn)集的頭部節(jié)點(diǎn)則iTime=nowJ. span, low;遍歷工序sort [i]的加工設(shè)備信息集sort [i] · D，按加工費(fèi)用從小到大排序，將排好序 的設(shè)備號(hào)存入dev中，若不能確定順序按加工時(shí)長小者排列在前；遍歷dev,選擇第一個(gè)加 工時(shí)長小于iTime且設(shè)備號(hào)不同于iDev的設(shè)備為sort [i]的加工設(shè)備；若sort [i]· D中存 在這樣的設(shè)備轉(zhuǎn)步驟14,若不存在則轉(zhuǎn)步驟13; 步驟13:在工序sort [i]的加工設(shè)備信息集sort [i]· D中為其選擇這樣一個(gè)設(shè)備，在 該設(shè)備上的加工時(shí)間nTime和其它設(shè)備相比使I l+l - |m+||e|最小； 步驟14:在甘特圖中查找第一個(gè)可以容納該工序的空間，將sort[i]調(diào)度到該空間 中，調(diào)整相應(yīng)設(shè)備的設(shè)備累計(jì)時(shí)間，即將這次的加工時(shí)間累加到相應(yīng)設(shè)備的累計(jì)時(shí)間變量 cumulate中；累計(jì)此次加工費(fèi)用；檢查i是數(shù)組sort的末尾否，若是末尾則轉(zhuǎn)步驟15,若不 是末尾則i++，轉(zhuǎn)步驟10;步驟15:調(diào)度結(jié)束；步驟16:輸出調(diào)度結(jié)果甘特圖。
[0009] 所述的考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法，所述的工序節(jié)點(diǎn)排序模塊， 區(qū)間路徑和區(qū)間時(shí)長是區(qū)間數(shù)，按區(qū)間數(shù)中點(diǎn)比較法確定大小，中點(diǎn)相同按區(qū)間寬度確定 大小。
[0010] 所述的考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法，所述的工序節(jié)點(diǎn)設(shè)備分配模 塊中，應(yīng)用木桶原理中的短板思想用來確定節(jié)點(diǎn)集中非頭部節(jié)點(diǎn)工序的加工設(shè)備。
[0011] 所述的考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào)度方法，所述的工序節(jié)點(diǎn)設(shè)備分配模 塊，設(shè)備累計(jì)時(shí)間平衡策略用于確定孤立節(jié)點(diǎn)和頭部節(jié)點(diǎn)工序的加工設(shè)備。
[0012] 有益效果： 1.本發(fā)明同時(shí)考慮了柔性綜合調(diào)度中的費(fèi)用和時(shí)間因素：以往綜合調(diào)度算法只有單 一完工時(shí)間。本發(fā)明采用設(shè)備累計(jì)時(shí)間平衡策略優(yōu)化加工時(shí)間；應(yīng)用木桶原理中的短板思 想優(yōu)化加工費(fèi)用。以上兩個(gè)策略使得本發(fā)明可以解決考慮費(fèi)用和時(shí)間雙目標(biāo)的柔性綜合調(diào) 度問題。
[0013] 本發(fā)明首次在柔性綜合調(diào)度中引入?yún)^(qū)間數(shù)：區(qū)間數(shù)能夠從加工工藝樹整體的角度 表示工序節(jié)點(diǎn)這項(xiàng)數(shù)據(jù)上的改進(jìn)的空間，采用區(qū)間數(shù)是從整體上考慮完工時(shí)間和費(fèi)用，可 使得調(diào)度結(jié)果具有更加優(yōu)秀。
[0014]
【附圖說明】： 附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖2是附圖1中初始化工序?qū)傩赃^程圖。
[0016] 附圖3是附圖1中工序排序過程圖。
[0017] 附圖4是附圖1中設(shè)備分配過程圖。
[0018] 附圖5是本發(fā)明的加工任務(wù)圖示例。
[0019] 附圖6是本發(fā)明針對(duì)附圖5所示任務(wù)圖示例的調(diào)度結(jié)果甘特圖。
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