一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，是基于改進(jìn)型的粒子群算法對(duì)石膏生產(chǎn)過(guò)程中各工序時(shí)間參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化的目標(biāo)，本發(fā)明給出了一種基于雙適應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)型粒子群算法，針對(duì)石膏砌塊生產(chǎn)時(shí)序優(yōu)化問(wèn)題是一個(gè)多變量、多耦合、多約束的極值問(wèn)題，以系統(tǒng)生產(chǎn)效率最大化為優(yōu)化目標(biāo)，從相互耦合、約束的時(shí)間參數(shù)范圍中確定出了各個(gè)工序時(shí)間的全局最優(yōu)值，以及系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)間的最小值，實(shí)現(xiàn)了石膏砌塊成型線各工序時(shí)間參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化匹配，有效解決了現(xiàn)有石膏砌塊生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)效率低下、故障率較高的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石膏砌塊生產(chǎn)時(shí)序優(yōu)化領(lǐng)域，特別是一種基于雙適應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石膏砌塊作為公認(rèn)的綠色節(jié)能型材料，以優(yōu)良的性能被廣泛應(yīng)用于建筑裝潢等領(lǐng)域，同時(shí)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對(duì)新型石膏節(jié)能建筑材料的需求也越來(lái)越旺盛。但在石膏砌塊實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于各種外界生產(chǎn)條件的變化，生產(chǎn)過(guò)程會(huì)受到較大的擾動(dòng)，而系統(tǒng)在受到擾動(dòng)的情況下無(wú)法自動(dòng)地調(diào)節(jié)各工序的時(shí)間參數(shù)，進(jìn)而造成了系統(tǒng)故障率較高、效率低下等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，它利用雙適應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法對(duì)石膏砌塊生產(chǎn)時(shí)序進(jìn)行優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)時(shí)序參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化匹配，提高了生產(chǎn)效率，降低了系統(tǒng)的故障率。 [0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，具體步驟如下:1)確定優(yōu)化目標(biāo)及約束條件:以生產(chǎn)效率最大化為目標(biāo)函數(shù)，即以各工序時(shí)間參數(shù)之和最小為目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)對(duì)生產(chǎn)工藝需求以及歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，確定約束條件；2)初始化粒子群算法運(yùn)行參數(shù):設(shè)定粒子群規(guī)模m、初始慣性權(quán)值ω_、最終慣性權(quán)重《min、學(xué)習(xí)因子(^與^、最大迭代次數(shù)maxgen、最小違約常數(shù)ε以及不可行解的比例水平P的值，并設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器count = O,且初始化當(dāng)前迭代次數(shù)k = I ;3)隨機(jī)初始
化粒子群的初始速度和位置，定義初始化粒子的位置為:{不}^，定義初始速度為:，其中i表示第i個(gè)粒子；4)根據(jù)粒子的初始速度與位置，計(jì)算其雙適應(yīng)值，并根據(jù)粒子優(yōu)劣的比較準(zhǔn)則確定初始個(gè)體最優(yōu)位置Pi和初始群體最優(yōu)位置Pg ；5)更新迭代次數(shù)k與慣性權(quán)重ω，當(dāng)前迭代次數(shù)與計(jì)數(shù)器分別加I，即:k = k+1, count = count+1,并根據(jù)公式ω =ω max_( c0Diax-QmiJk/maxgen更新慣性權(quán)重ω ；6)更新粒子的位置X與速度V,并計(jì)算相應(yīng)的雙適應(yīng)值；7)根據(jù)比較準(zhǔn)則對(duì)粒子進(jìn)行比較；8)更新粒子的個(gè)體最優(yōu)位置Pi和群體最優(yōu)位置Pg，如果當(dāng)前第i個(gè)粒子的適應(yīng)值優(yōu)于之前個(gè)體最優(yōu)值Pi的適應(yīng)值，則設(shè)定第i個(gè)粒子為個(gè)體最優(yōu)值，并更新其適應(yīng)值；如果當(dāng)前粒子群的群最優(yōu)的適應(yīng)值優(yōu)于之前的群最優(yōu)值Pg的適應(yīng)值，則將該粒子設(shè)定為群最優(yōu)值，并更新其適應(yīng)值；9)更新最小違約限定值ε，如果count = 10,則使count = O,計(jì)算群體中不可行解的比例，并根據(jù)公式(I)更新最小違
1.2ε,當(dāng)不可行解所占比例小于P時(shí)約限定值ε，?τ=<0.8s,當(dāng)不可行解所占比例大于P時(shí)(I)ε, 當(dāng)不可行解所占比例等于P時(shí)
[0005]10)判定結(jié)束條件，如果有k≥maxgen,則滿足算法終止條件,執(zhí)行步驟11);否則直接跳轉(zhuǎn)至步驟5) ；11)輸出群最優(yōu)位置Pg及其最優(yōu)適應(yīng)值gbest，算法運(yùn)行結(jié)束。
[0006]進(jìn)一步，步驟4)中①定義個(gè)體最優(yōu)位置，定義= [XiYL為粒子的初始個(gè)體最
優(yōu)位置；②定義群體最優(yōu)位置，將個(gè)體最優(yōu)位置帶入到公式(3)中，計(jì)算得到其雙適應(yīng)值，然后根據(jù)粒子群的優(yōu)劣比較準(zhǔn)則確定出群最優(yōu)位置的初始值Pg ；
【權(quán)利要求】
1.一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，其特征在于，具體步驟如下: I)確定優(yōu)化目標(biāo)及約束條件:以生產(chǎn)效率最大化為目標(biāo)函數(shù)，即以各工序時(shí)間參數(shù)之和最小為目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)對(duì)生產(chǎn)工藝需求以及歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，確定約束條件；2)初始化粒子群算法運(yùn)行參數(shù):設(shè)定粒子群規(guī)模m、初始慣性權(quán)值ω_、最終慣性權(quán)重Comin、學(xué)習(xí)因子(^與(32、最大迭代次數(shù)maxgen、最小違約常數(shù)ε以及不可行解的比例水平P的值，并設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器count = 0，且初始化當(dāng)前迭代次數(shù)k = I ； 3)隨機(jī)初始化粒子群的初始速度和位置，定義初始化粒子的位置為:彳岑}=，定義初始速度為:，其中i表示第i個(gè)粒子； 4)根據(jù)粒子的初始速度與位置，計(jì)算其雙適應(yīng)值，并根據(jù)粒子優(yōu)劣的比較準(zhǔn)則確定初始個(gè)體最優(yōu)位置Pi和初始群體最優(yōu)位置Pg ; 5)更新迭代次數(shù)k與慣性權(quán)重ω，當(dāng)前迭代次數(shù)與計(jì)數(shù)器分別加1，即:k= k+l，count=count+1,并根據(jù)公式 ω = comax-(comax-comin)k/rnaxgen 更新慣性權(quán)重 ω ； 6)更新粒子的位置X與速度V，并計(jì)算相應(yīng)的雙適應(yīng)值； 7)根據(jù)比較準(zhǔn)則對(duì)粒子進(jìn)行比較； 8)更新粒子的個(gè)體最優(yōu)位置Pi和群體最優(yōu)位置Pg，如果當(dāng)前第i個(gè)粒子的適應(yīng)值優(yōu)于之前個(gè)體最優(yōu)值Pi的適應(yīng)值，則設(shè)定第i個(gè)粒子為個(gè)體最優(yōu)值，并更新其適應(yīng)值；如果當(dāng)前粒子群的群最優(yōu)的適應(yīng)值優(yōu)于之前的群最優(yōu)值Pg的適應(yīng)值，則將該粒子設(shè)定為群最優(yōu)值，并更新其適應(yīng)值； 9)更新最小違約限定值ε，如果count= 10,則使count = O,計(jì)算群體中不可行解的比例，并根據(jù)公式(I)更新最小違約限定值ε，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟4)中 ①定義個(gè)體最優(yōu)位置，定義代￡為粒子的初始個(gè)體最優(yōu)位置； ②定義群體最優(yōu)位置，將個(gè)體最優(yōu)位置帶入到公式(3)中，計(jì)算得到其雙適應(yīng)值，然后根據(jù)粒子群的優(yōu)劣比較準(zhǔn)則確定出群最優(yōu)位置的初始值Pg ；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，其特征在于，粒子群的優(yōu)劣比較準(zhǔn)則為: 給定一個(gè)常數(shù)ε > O ①當(dāng)兩個(gè)粒子i和j都可行時(shí)，比較它們之間的適應(yīng)值fitness(i)和fitness(j),適應(yīng)值小的個(gè)體為優(yōu)； ②當(dāng)兩個(gè)粒子i和j都不可行時(shí)，比較voilation(i)和voilation (j), voilation值小的個(gè)體為優(yōu)； ③當(dāng)i粒子可行而j粒子不可行時(shí)，如果voilation(j) < ε，則比較它們的適應(yīng)值fitness (i)和fitness (j),適應(yīng)值小的個(gè)體為優(yōu)；否則，i粒子為優(yōu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石膏砌塊成型生產(chǎn)時(shí)序的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟6)的具體步驟如下: 將粒子群的位置及速度值分別帶入公式(4)，更新粒子的位置X與速度V，
【文檔編號(hào)】G06N3/00GK103971016SQ201410218716
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】林景棟, 林湛丁, 林秋陽(yáng), 鄭治迦, 王珺珩, 邱欣, 謝楊, 徐春慧, 徐大發(fā) 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)