CN113034047B - 一种柔性制造车间优化调度方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性制造车间优化调度方法,包括以下步骤:基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系;构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;构建各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系;基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;融合上层优化调度模型和下层优化调度模型。本发明基于车间数据的实时监测实现了加工设备的优化调度,保证了调度结果的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及车间调度技术领域,具体涉及一种柔性制造车间优化调度方法及***。
背景技术
混合流水车间调度问题又称为柔性流水车间调度问题,它是一种综合了FSP和并行机分配(Parallel machine scheduling)的调度问题,是一个较为复杂的NP-hard问题,在实际生产过程中,依赖生产经验的人工式调度将很难求得良好的调度方案。
然而,到目前为止,我国很多传统制造型企业仍然采用以生产经验为主导的人工式车间调度方式,车间调度管理效率低的同时,由于无法对车间数据进行实时监测而无法保证调度结果的精确性,从而使得调度存在很大的盲目性。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种柔性制造车间优化调度方法及***,基于车间数据的实时监测实现了加工设备的优化调度,保证了调度结果的精确性。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种柔性制造车间优化调度方法,包括以下步骤:
S1、基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系;
S2、构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;
S3、构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;
S4、构建各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系;
S5、基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;
S6、基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;
S7、基于各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系融合上层优化调度模型和下层优化调度模型,得柔性制造车间优化调度模型,其中,柔性制造车间优化调度模型的目标函数为加工效益最高,约束条件包括各加工设备的工况参数约束、加工流程进度约束;
S8、采用多分组差分进化算法对柔性制造车间优化调度模型进行求解,得到柔性制造车间的优化调度方案。
进一步地,所述步骤S1中,首先为柔性制造车间的每一个加工步骤配置对应的加工设备,然后根据各加工步骤之间的关联关系构建各加工设备之间调度关系。
进一步地,步骤S2中,在各加工设备的工况参数可调范围内,构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效率的关联关系,然后基于加工效率与加工效益之间的关联关系构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系。
进一步地,所述步骤S3中,基于各加工设备的工况参数对各加工设备加工进度产生的影响构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系。
进一步地,还包括:
基于各加工设备的工况参数的异常识别结果,实现优化调度方案微调的步骤。
进一步地,还包括:
基于数据挖掘模块以EXCEL表格的形式实现所有被执行的调度方案汇总登记的步骤。
本发明还提供了一种柔性制造车间优化调度***,采用上述的方法实现各加工设备的优化调度。
本发明具有以下有益效果:
基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系,从而可以适应各种临时出现的情况,比如订单优选加急等;
基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;然后基于各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系融合上层优化调度模型和下层优化调度模型,得柔性制造车间优化调度模型,在实现车间数据的实时监测的同时,实现了加工设备的精确性合理优化调度。
基于各加工设备的工况参数的异常识别结果,实现优化调度方案微调,充分考虑加工设备故障等异常情况,避免由于某一个加工设备的故障打乱加工计划。
附图说明
图1为本发明实施例1一种柔性制造车间优化调度方法的流程图。
图2为本发明实施例2一种柔性制造车间优化调度方法的流程图。
图3为本发明实施例3一种柔性制造车间优化调度方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示,一种柔性制造车间优化调度方法,包括以下步骤:
S1、基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系;
S2、构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;
S3、构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;
S4、构建各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系;
S5、基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;
S6、基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;
S7、基于各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系融合上层优化调度模型和下层优化调度模型,得柔性制造车间优化调度模型,其中,柔性制造车间优化调度模型的目标函数为加工效益最高,约束条件包括各加工设备的工况参数约束、加工流程进度约束;
S8、采用多分组差分进化算法对柔性制造车间优化调度模型进行求解,得到柔性制造车间的优化调度方案。
本实施例中,所述步骤S1中,首先为柔性制造车间的每一个加工步骤配置对应的加工设备,然后根据各加工步骤之间的关联关系构建各加工设备之间调度关系。
本实施例中,步骤S2中,在各加工设备的工况参数可调范围内,构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效率的关联关系,然后基于加工效率与加工效益之间的关联关系构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系。
本实施例中,所述步骤S3中,基于各加工设备的工况参数对各加工设备加工进度产生的影响构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系。
实施例2
如图2所示,一种柔性制造车间优化调度方法,包括以下步骤:
S1、基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系;
S2、构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;
S3、构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;
S4、构建各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系;
S5、基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;
S6、基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;
S7、基于各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系融合上层优化调度模型和下层优化调度模型,得柔性制造车间优化调度模型,其中,柔性制造车间优化调度模型的目标函数为加工效益最高,约束条件包括各加工设备的工况参数约束、加工流程进度约束;
S8、采用多分组差分进化算法对柔性制造车间优化调度模型进行求解,得到柔性制造车间的优化调度方案;
S9、基于各加工设备的工况参数的异常识别结果,实现优化调度方案微调。
本实施例中,异常识别结果是指加工设备的工况参数录入预设的异常门限(包括故障门限)。
本实施例中,所述步骤S1中,首先为柔性制造车间的每一个加工步骤配置对应的加工设备,然后根据各加工步骤之间的关联关系构建各加工设备之间调度关系。
本实施例中,步骤S2中,在各加工设备的工况参数可调范围内,构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效率的关联关系,然后基于加工效率与加工效益之间的关联关系构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系。
本实施例中,所述步骤S3中,基于各加工设备的工况参数对各加工设备加工进度产生的影响构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系。
实施例3
如图3所示,一种柔性制造车间优化调度方法,包括以下步骤:
S1、基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系;
S2、构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;
S3、构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;
S4、构建各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系;
S5、基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;
S6、基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;
S7、基于各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系融合上层优化调度模型和下层优化调度模型,得柔性制造车间优化调度模型,其中,柔性制造车间优化调度模型的目标函数为加工效益最高,约束条件包括各加工设备的工况参数约束、加工流程进度约束;
S8、采用多分组差分进化算法对柔性制造车间优化调度模型进行求解,得到柔性制造车间的优化调度方案;
S9、基于各加工设备的工况参数的异常识别结果,实现优化调度方案微调;
S10、基于数据挖掘模块以EXCEL表格的形式实现所有被执行的调度方案汇总登记。
本实施例中,异常识别结果是指加工设备的工况参数录入预设的异常门限(包括故障门限)。
本实施例中,所述步骤S1中,首先为柔性制造车间的每一个加工步骤配置对应的加工设备,然后根据各加工步骤之间的关联关系构建各加工设备之间调度关系。
本实施例中,步骤S2中,在各加工设备的工况参数可调范围内,构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效率的关联关系,然后基于加工效率与加工效益之间的关联关系构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系。
本实施例中,所述步骤S3中,基于各加工设备的工况参数对各加工设备加工进度产生的影响构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (4)
1.一种柔性制造车间优化调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、基于柔性制造车间的待执行加工流程构建各加工设备之间调度关系;具体地,首先为柔性制造车间的每一个加工步骤配置对应的加工设备,然后根据各加工步骤之间的关联关系构建各加工设备之间调度关系;
S2、构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;具体地,在各加工设备的工况参数可调范围内,构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效率的关联关系,然后基于加工效率与加工效益之间的关联关系构建各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系;
S3、构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;具体地,基于各加工设备的工况参数对各加工设备加工进度产生的影响构建各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系;
S4、构建各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系;
S5、基于各加工设备的工况参数与柔性制造车间的加工效益之间的关联关系构建上层优化调度模型;
S6、基于各加工设备加工进度与各加工设备之间调度关系的关联关系构建下层优化调度模型;
S7、基于各加工设备的工况参数与各加工设备加工进度之间的关联关系融合上层优化调度模型和下层优化调度模型,得柔性制造车间优化调度模型,其中,柔性制造车间优化调度模型的目标函数为加工效益最高,约束条件包括各加工设备的工况参数约束、加工流程进度约束;
S8、采用多分组差分进化算法对柔性制造车间优化调度模型进行求解,得到柔性制造车间的优化调度方案。
2.如权利要求1所述的一种柔性制造车间优化调度方法,其特征在于,还包括:
基于各加工设备的工况参数的异常识别结果,实现优化调度方案微调的步骤。
3.如权利要求1所述的一种柔性制造车间优化调度方法,其特征在于,还包括:
基于数据挖掘模块以EXCEL表格的形式实现所有被执行的调度方案汇总登记的步骤。
4.一种柔性制造车间优化调度***,其特征在于,采用如权利要求1-3任一项所述的方法实现各加工设备的优化调度。
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