恭喜聊城大学孟磊磊获国家专利权
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龙图腾网恭喜聊城大学申请的专利考虑调整时间的柔性作业车间调度问题的优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119228072B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411721996.5,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权考虑调整时间的柔性作业车间调度问题的优化方法是由孟磊磊;武雅杰;赵丽新;张彪;张玉帅;李鹏设计研发完成,并于2024-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本考虑调整时间的柔性作业车间调度问题的优化方法在说明书摘要公布了:本发明涉及智能制造中柔性作业车间调度技术领域,特别是属于一种考虑调整时间的柔性作业车间调度问题的优化方法,包括:初始化协同变邻域搜索算法的参数;初始化种群;执行抖动操作,通过抖动操作生成两个新解;执行变邻域下降操作;更新当前代数;判断是否执行重启策略;选取协同变邻域搜索算法生成的改进后的解中的最大完工时间较小的一个解,作为约束规划模型的初始解,通过约束规划模型进一步优化解的质量。本发明为求解考虑序列依赖的调整时间的柔性作业车间调度问题提供了一种有效的方法在降低车间最大完工时间取得了实质性进步。
本发明授权考虑调整时间的柔性作业车间调度问题的优化方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑调整时间的柔性作业车间调度问题的优化方法,其特征在于,包括以下步骤,步骤1,初始化协同变邻域搜索算法的参数,设置初始种群大小P,当前解连续没有更新的代数限制RN,邻域操作针对个体执行的次数SN以及当前解连续没有更新的当前代数gen;步骤2,初始化种群,根据主动解码规则,随机生成种群大小P个解,并从中选出两个最大完工时间最小的初始解,作为协同变邻域搜索算法的当前解;设置当前代数gen=0,重复步骤3-6直至满足协同变邻域搜索算法的终止时间,其中,最大完工时间为所有工件完成其加工工序后所需时间的最大值;步骤3,执行抖动操作,随机选择一个邻域结构,生成初始解X1的邻域解X1'和初始解X2的邻域解X2',作为变邻域下降的初始解;其中,邻域结构包括交换邻域、插入邻域、反转邻域、重分配邻域、优先工序交叉邻域、基于作业交叉邻域、两点交叉邻域和均匀交叉邻域,所述的优先工序交叉邻域、基于作业交叉邻域、两点交叉邻域和均匀交叉邻域通过交叉算子使协同变邻域搜索算法的两个初始解相互交流,包括,优先工序交叉邻域的操作过程;随机将工件集I分成两部分,工件集It1和工件集It2,将初始解X1的工序序列中属于工件集It1的工序不变,将初始解X2的工序序列中属于工件集It2的工序,按工序序列顺序依次替换掉初始解X1的工序序列中剩余位置的工序;将初始解X2的工序序列中属于工件集It1的工序不变,将初始解X1的工序序列中属于工件集It2的工序,按工序序列顺序依次替换掉初始解X2的工序序列中剩余位置的工序;基于作业交叉邻域的操作过程;随机将工件集I分成两部分,工件集It1和工件集It2,将初始解X1的工序序列中属于工件集It1的工序不变,将初始解X2的工序序列中属于工件集It2的工序,按工序序列顺序依次替换掉初始解X1的工序序列中剩余位置的工序;将初始解X2的工序序列中属于工件集It2的工序不变,将初始解X1的工序序列中属于工件集It1的工序,按工序序列顺序依次替换掉初始解X2的工序序列中剩余位置的工序;两点交叉邻域的操作过程;随机生成[0,N-1]之间的两个数num1和num2,其中num1小于num2,作为初始解X1和初始解X2的工序序列索引,N表示工序的总数,保留初始解X1和初始解X2的工序序列在区间[0,num1]和[num2,N-1]之间不变,在初始解X1的工序序列[num1,num2]区间中,将初始解X2的工序序列依次替换掉初始解X1的工序序列[0,num1]和[num2,N-1]区间中不存在的工序,在初始解X2的工序序列[num1,num2]区间中,将初始解X1的工序序列依次替换掉初始解X2的工序序列[0,num1]和[num2,N-1]区间中不存在的工序;均匀交叉邻域的操作过程;随机生成与初始解X1和初始解X2的机器序列长度相等的二进制序列,初始解X1和初始解X2的机器序列所对应二进制序列值为1的机器不变,将初始解X1的机器序列所对应二进制序列值为0的机器,使用初始解X2的机器序列的相同位置替换,将初始解X2的机器序列所对应二进制序列值为0的机器,使用初始解X1的机器序列的相同位置替换;步骤4,针对这两个初始解执行变邻域下降操作,重复步骤4-1至步骤4-3,直至邻域探索计数器k大于8,步骤4-1,设置邻域探索计数器k的值为1,步骤4-2,执行局部搜索操作进行解的优化,步骤4-3,更新邻域探索计数器k;步骤5,更新当前代数gen;步骤6,判断是否执行重启策略,如果当前代数gen大于代数限制RN,则执行重启策略并设置gen=0,否则继续执行下一步;步骤7,选取协同变邻域搜索算法生成的改进后的解中的最大完工时间较小的一个解,作为约束规划模型的初始解,通过约束规划模型进一步优化解的质量;约束规划模型的变量包括,Opsi,j为工序Oi,j的区间变量;modi,j,m为工序Oi,j的可选区间变量;mchsm为对于机器m的可选区间变量modi,j,m的序列决策变量;Cmax为最大完工时间的连续决策变量;约束规划模型需要满足约束条件(1)-约束条件(4) 1 2 3 4其中,ni表示工件i的工序数量;I表示所有工件集合;m表示机器索引;M表示所有机器的集合;Tm表示调整时间的集合;约束条件(1)表示最小化最大完工时间的目标,函数endofOpsi,j用于计算并返回区间变量Opsi,j的完成时间;约束条件(2)表示对于工件i的每个工序,工序Oi,j的前一个工序Oi,j-1完成后,工序Oi,j才可以开始加工,函数endBeforeStartOpsi,j,Opsi,j+1用于计算并返回区间变量Opsi,j+1的开始时间不小于Opsi,j的结束时间;约束条件(3)表示一个工序只能被一台机器加工,函数alternativeOpsi,j,modi,j,m表示为,对于每个区间变量Opsi,j,只能选择一个可选区间变量modi,j,m;约束条件(4)表示每台机器m在任何时刻最多只能加工一个工序,当两个不同的工件连续在机器m上加工时,必须考虑顺序依赖的调整时间,函数noOverlapmchsm,Tm,1表示为,在考虑调整时间的情况下,序列决策变量mchsm的可选区间变量modi,j,m是不重叠的。
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