專利名稱：基于不等量二分法的開放車間調度問題關鍵操作識別方法
技術領域：
本發(fā)明涉及開放車間中關鍵操作識別問題，具體為一種基于不等量二分法的開放車間調度問題關鍵操作識別方法。
背景技術：
開放車間的定義可描述為:給定n個工件的工件集合J = {1，2，...，11}，具有111個機器的機器集合M= {1，2，...，m}，定義工件在一個機器上加工稱為一道工序，則工件的工序之間無順序約束。任意時刻，任意工件i e J同時最多只能在一個機器進行加工，任意機器j G M同一時間只能加工一個工件,此類問題屬于開放車間調度問題(Open-shopScheduling Problem,0SP)o關鍵操作指的是對整個開放車間調度方案影響最大的操作，關鍵操作包含關鍵工件、關鍵工序和關鍵機器，標記關鍵操作集合為0%關鍵工件集合為7，關鍵機器集合為M%關鍵工序集合為P%則有0* = {J*, M*, P*}。OSP的顯著特點是工件、機器、工序之間無順序約束，即彼此獨立。這一方面使得問題有較大的優(yōu)化空間，另一方面也使解空間規(guī)模呈幾何指數增長，給求解帶來困難。當前主流的做法是對問題進行編碼，然后利用優(yōu)化算法迭代尋找最優(yōu)的解決方案。但是，如前所述，由于解空間的規(guī)模巨大，“漫無目的”的“被動尋找”，不僅效率低下，而且解的質量沒有保障。

發(fā)明內容
要解決的技術問題為解決傳統(tǒng)方法對優(yōu)化方案“被動尋找”的不足之處，本發(fā)明提出了一種基于不等量二分法的開放車間調度問題關鍵操作識別方法，該方法“主動利用”0SP無順序約束的特點，深入挖掘優(yōu)化方案的背后信息，能夠快速識別OSP中的關鍵操作，加快了問題求解速度，有助于提高求解質量。技術方案本發(fā)明的主要步驟包括:問題編碼；對初始編碼方案進行解碼；參數初始化；二分法“中點”位置確定；鄰域搜索；方案解碼；參數更新；得到關鍵工件和關鍵工序；輸出最終結果。本發(fā)明的技術方案為:所述一種基于不等量二分法的開放車間調度問題關鍵操作識別方法，其特征在于:采用以下步驟:步驟1:問題編碼:對開放車間調度問題采用基于操作的整數編碼，得到編碼序列10 = Ig1, g2，...，gN}，其中N是Itl中包含的基因個數，gj是Itl的第j個基因，j為基因在編碼序列Itl中的位置編號，基因所表示的整數值對應實際調度問題中的一個工件編號，某個整數值在Itl中按從左向右順序出現的次數表示該整數值對應工件的工序數；
步驟2:對編碼序列I0進行活動解碼運算，得到編碼序列I0對應的總的完工時間V0和編碼序列Io對應的生產方案S0 ；步驟3:參數初始化:迭代次數sd初始值為1，鄰域搜索左邊界pos1初始值為1，鄰域搜索右邊界POSR初始值為N ;步驟4:采用以下步驟產生區(qū)間[poSL+1, posR-l]內的隨機整數mid:步驟4.1:產生區(qū)間
內的隨機實數r ;步驟4.2:產生區(qū)間[posL+l, posR-l]內的隨機實數tmid:tmid = r X [ (posR-l) - (posL+l) ] +(posL+l)；步驟4.3:對步驟4.2得到的隨機實數tmid進行取整運算，得到區(qū)間[posL+l, POSER-1]內的隨機整數 mid;步驟5:對編碼序列I0中位置編號對應區(qū)間[posy mid]的所有基因利用洗牌算法隨機重排，得到重排后的編碼序列IL ;對編碼序列I0中位置編號對應區(qū)間[mid，p0sK]的所有基因利用洗牌算法隨機重排，得到重排后的編碼序列Ig ;步驟6:對編碼序列IL, IR進行活動解碼運算，得到編碼序列IL,IR對應的總的完工時間VL，VR;步驟7:根據步驟6得到的編碼序列IL, IR對應的總的完工時間VL，VR,對比編碼序列Itl對應的總的完工時間Vo，更新鄰域搜索左邊界posL和鄰域搜索右邊界posR，更新規(guī)則為:
權利要求
1.一種基于不等量二分法的開放車間調度問題關鍵操作識別方法，其特征在于:采用以下步驟: 步驟1:問題編碼:對開放車間調度問題采用基于操作的整數編碼，得到編碼序列Itl =Ig1, g2，...，gN}，其中N是I。中包含的基因個數，gj是I。的第j個基因，j為基因在編碼序列Itl中的位置編號，基因所表示的整數值對應實際調度問題中的一個工件編號，某個整數值在Itl中按從左向右順序出現的次數表示該整數值對應工件的工序數； 步驟2:對編碼序列Itl進行活動解碼運算，得到編碼序列Itl對應的總的完工時間Vtl和編碼序列Itl對應的生產方 案Stl ； 步驟3:參數初始化:迭代次數sd初始值為1，鄰域搜索左邊界PO^初始值為1，鄰域搜索右邊界Posk初始值為N ； 步驟4:采用以下步驟產生區(qū)間[P0S!+1, POSk-1]內的隨機整數mid: 步驟4.1:產生區(qū)間
內的隨機實數r ; 步驟4.2:產生區(qū)間[posjl, posE-l]內的隨機實數tmid:tmid = rX [ (posE-l) -(posL+l) ] + (posL+l)； 步驟4.3:對步驟4.2得到的隨機實數tmid進行取整運算，得到區(qū)間[poSl+1，posE-l]內的隨機整數mid ； 步驟5:對編碼序列Itl中位置編號對應區(qū)間[posy mid]的所有基因利用洗牌算法隨機重排，得到重排后的編碼序列L ;對編碼序列Itl中位置編號對應區(qū)間[mid，p0sK]的所有基因利用洗牌算法隨機重排，得到重排后的編碼序列Ik ; 步驟6:對編碼序列Iu Ik進行活動解碼運算，得到編碼序列Iu Ik對應的總的完工時間VL, Ve ； 步驟1:根據步驟6得到的編碼序列Iu Ie對應的總的完工時間Vu Vk，對比編碼序列Itl對應的總的完工時間Vtl,更新鄰域搜索左邊界po\和鄰域搜索右邊界posK，更新規(guī)則為:
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于不等量二分法的開放車間調度問題關鍵操作識別方法，首先根據不等量分配原則，將編碼序列分為長度不等的左右兩部分，然后根據洗牌算法分別調整左右兩部分編碼順序，對調整后的編碼序列重新計算評價指標，根據評價指標更新位置參數，不斷縮小搜索范圍，直到滿足終止條件。本發(fā)明所提供的快速識別OSP中關鍵操作的方法，利用了二分法可以快速縮小范圍、操作簡單、方向明確的特點，變優(yōu)化方案的“被動尋找”為“主動利用”，快速高效地找到制約整個方案的關鍵操作(包含關鍵機器、關鍵工件和關鍵工序)，能夠快速找到較優(yōu)的生產方案，提高企業(yè)效益。
文檔編號G06Q10/06GK103093311SQ20131001337
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權日2013年1月15日
發(fā)明者王軍強, 郭銀洲, 王爍, 崔福東, 張承武, 楊宏安, 張映鋒, 孫樹棟 申請人:西北工業(yè)大學