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申请/专利权人：北京理工大学;北京机械工业自动化研究所有限公司

摘要：本发明公开的分布式柔性异构作业车间系统建模及其调度方法，属于生产调度领域。本发明对伯努利机器和有限缓冲区组成的不同拓扑结构生产线进行暂态性能预测；分析单机、串行、组装生产线对系统生产调度的影响，新增异构生产线对系统调度的生产约束，建立分布式柔性异构作业车间系统模型；针对分布式柔性异构作业车间设计四染色体整数编码、解码规则，保证随机生成的个体对应有效调度方案；改进遗传算法设计包括选择、交叉、变异操作的遗传算子，对加工工序调度排产，提高优化算法中的种群质量。选择历代种群中的最优个体，解码形成调度方案，基于最优调度方案实现分布式柔性异构作业车间系统调度，最小化系统的最大完工时间，提高车间生产效率。

主权项：1.一种分布式柔性异构作业车间系统建模方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1：对异构生产线进行系统建模；异构生产线是由伯努利机器和有限缓冲区组成的不同拓扑结构的柔性生产线；所述异构生产模块的系统建模主要包括：系统参数、系统状态、系统拓扑结构；系统参数包括生产线加工周期、伯努利机器加工效率、有限缓冲区容量；系统状态表示异构生产线运行状态、伯努利机器饥饿状态、伯努利机器阻塞状态；步骤2：根据步骤1中建立的异构生产线的系统模型，对分布式柔性异构作业车间进行系统建模，得到分布式柔性异构作业车间系统模型；所述分布式柔性异构作业车间系统模型由多个车间内具有柔性的异构生产线组成，分布式柔性异构作业车间系统模型建模主要包括：系统参数、生产约束、车间生产线结构；系统参数包括车间数量、车间内异构生产线数量；生产约束包括车间调度约束和工序排产约束；步骤3：根据步骤1构建的异构生产线系统模型和实际分布式柔性异构作业车间系统模型工况，定义异构生产线系统状态，以下将异构生产线系统状态简称为状态；所述状态由异构生产线中伯努利机器已加工当前批次工件数量、有限缓冲区中在制品数量表征；步骤4：根据步骤2中对状态的定义和系统特征，定义状态转移矩阵，通过马尔可夫方法进行暂态性能预测；步骤5：根据异构生产线系统模型和实际工况定义暂态性能指标-批次完工时间CTh,i,j,k：异构生产线Mh，完成任务Ji，原材料或在制品批次Bij，工序的时间期望；原材料或在制品批次Bij和工序Oijk索引j为0表示经过组装线完成组装工序后的在制品批次和工序；步骤6：设计改进遗传算法个体的染色体编码方式，染色体中的基因采用整数编码，基因编码需满足步骤2中分布式柔性异构作业车间系统模型的生产约束，确保随机初始化产生的编码能够产生符合分布式柔性异构作业车间系统模型生产约束的优化调度方案；步骤7：对步骤6随机初始化生成个体的染色体进行解码，获取每条异构生产线的生产任务和加工顺序，分析在对应方案调度下各车间、生产线的生产情况，计算应个体的适应值；适应值定义为分布式柔性异构作业车间系统模型最大完工时间；利用最大完工时间对应的生产任务和加工顺序，对小批量、多批次生产任务进行排产。

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