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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明公开了一种基于正交和模糊理论的柔性作业车间调度方法，属于车间调度领域，包括如下步骤：步骤1、构建柔性作业车间调度模型，确定目标函数和约束条件；步骤2、确定编码方式，得到柔性作业车间调度中每个作业所在机器的处理顺序及其加工时间；步骤3、初始化均衡优化算法参数和操作序列中每个工序的位置；步骤4、执行均衡优化算法更新操作序列，对调度顺序进行优化，均衡优化算法迭代过程中依次执行正交理论和模糊理论更新操作序列；步骤5、均衡优化算法迭代结束，得到调度优化过程中当前柔性作业车间的最优调度方案和最优完工时间。本发明方法使得柔性作业车间调度更加有效，提高了设备利用率，最小化最大完工时间。

主权项：1.一种基于正交和模糊理论的柔性作业车间调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、构建柔性作业车间调度模型，确定目标函数和约束条件；步骤2、确定编码方式，得到柔性作业车间调度中每个作业所在机器的处理顺序及其加工时间；步骤3、初始化均衡优化算法参数和操作序列中每个工序的位置；步骤4、执行均衡优化算法更新操作序列，对调度顺序进行优化，均衡优化算法迭代过程中依次执行正交理论和模糊理论更新操作序列；步骤5、均衡优化算法迭代结束，得到调度优化过程中当前柔性作业车间的最优调度方案和最优完工时间；所述步骤1中，设有一组n个作业在m台机器上进行处理，每个工序的操作Oi,j在一组机器上不间断的进行处理，Oi,j在机器Mk上处理的时间记为Ti,j,k，Si,j,k表示第i个作业的第j个工序在第k个机器上的开始时间，最终的目标是最小化作业的完工时间；目标函数定义如下：Cmax＝max{Ti,j,k+Si,j,k}，1≤i≤n1≤k≤m1其中，Cmax为最终的完工时间；约束条件如下：所有的机器从时间0开始；工序的某一个操作顺序仅能在一台机器上处理，工作中不能被抢占和中断；一个作业一次只能处理一个工序；所有的设置时间和运输时间忽略不计；所述步骤2中，采用分段编码的编码方式，具体为操作序列被分为三段，第一段表示工序顺序，第二段表示机器顺序，第三段表示所在机器的加工时间；所述步骤3中，均衡优化算法参数包括操作序列P、作业数量n、工序数量O、机器数量m、迭代次数MAX_Iter和维度Dim＝n×O；初始化每个工序的位置，使其均匀的分布在-100,100的区域内；所述步骤4中，均衡优化算法的具体过程如下：步骤4.1.1、根据目标函数计算操作序列中所有操作序列的目标函数值，并根据函数值找出四个最优的序列Ceq1、Ceq2、Ceq3、Ceq4，构造平衡池Ceq,pool： Ceq,pool＝{Ceq1,Ceq2,Ceq3,Ceq4,Ceqave}3其中，Ceqave表示四个最优序列的平均值；步骤4.1.2、通过公式4更新操作序列C： 其中，C和Ceq分别代表当前的操作序列和平衡候选操作序列；F代表指数；G代表探索阶段的生成率；λ代表一个[0，1]之间的随机向量；V代表常量；所述步骤4中，执行正交理论时随机选择两个操作序列a和b取平均，然后于当前全局最优的操作序列进行正交，具体过程如下：步骤4.2.1、根据正交操作序列的数量和维度选择正交表；步骤4.2.2、执行正交过程；具体执行过程如下：首先，将正交表看成一个矩阵，将矩阵中的值看做操作序列在某一维度的值；然后，计算正交表中每一行组合后的操作序列所消耗的时间，再对每一列按照值的不同进行累加；再然后，对比正交后的操作序列a和b，对每一维度都进行比较，选择值小的，将其作为正交后的操作序列；最后，将正交后的操作序列替换掉当前适应度值排在后c个的操作序列；所述步骤4中，执行模糊理论的具体过程如下：将所有的操作序列分为平均分为三部分，当执行第一部分时，操作序列根据模糊理论中的策略1进行更新；当执行第二部分时，操作序列根据模糊理论中的策略2进行更新；当执行第三部分时，操作序列根据模糊理论中的策略3进行更新；其中，策略1：将P个操作序列进行划分，对当前每个操作序列i，i从1到1-P2，j为随机操作序列1≤j≤P，然后对比两个操作序列的当前的运行时间，将时间较大的操作序列保存下来，当所有的操作序列都执行之后，将保存的P2个操作序列替换掉当前的操作序列；策略2：将P个操作序列进行划分，对当前每个操作序列i，i从1到1-P2，j为随机操作序列1≤j≤P，然后对比两个操作序列的当前的运行时间，将时间较大的操作序列替换与之位置对称的操作序列，在原来的操作序列上面操作；策略3：将P个操作序列进行划分，对当前每个操作序列i，i从1到1-P2，j为随机操作序列1≤j≤P，然后对比两个操作序列的当前的运行时间，将时间较大的操作序列直接替换差的操作序列，在原来的操作序列上面直接操作；所述步骤5的具体过程为：当达到均衡优化算法的最大迭代次数时，输出最优调度解，此时对应当前柔性作业车间最佳的调度方案，以及最优的完工时间；否则，转入步骤4继续更新，直到达到最大迭代次数。

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百度查询： 山东科技大学 一种基于正交和模糊理论的柔性作业车间调度方法