基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法和系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114580743A(43)申请公布日2022.06.03(21)申请号202210210955.4(22)申请日2022.03.03(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人杜百岗杨路达郭钧江鹏(74)专利代理机构武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)42231专利代理师卢旺(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/04(2012.01)G06N3/12(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图2页(54)发明名称基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法和系统(57)摘要本申请提供了一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法和系统，包括步骤：构建基于设置时间和加工时间的多时间约束的柔性作业车间调度模型，并设置约束条件；对工件加工的机器选择部分和工序排列部分进行分段式整数编码和解码操作；对混合进化算法的种群进行初始化处理得到父代种群；对父代种群基于邻域进行交叉操作和变异操作得到第一种群，对父代种群基于邻域进行本地搜索得到第二种群；对第一种群和第二种群进行精英保留操作得到精英种群；当混合进化算法满足迭代终止条件，根据精英种群对柔性作业车间调度模型求解，并对柔性作业车间进行调度。采用智能算法对调度问题进行解决可以帮助车间寻找到最优的调度方式，有效提升生产效率。CN114580743ACN114580743A权利要求书1/3页1.一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于，包括以下步骤：构建基于设置时间和加工时间的多时间约束的柔性作业车间调度模型，并设置约束条件；对工件加工的机器选择部分和工序排列部分进行分段式整数编码和解码操作；对混合进化算法的种群进行初始化处理得到父代种群；对所述父代种群基于邻域进行交叉操作和变异操作得到第一种群，对所述父代种群基于邻域进行本地搜索得到第二种群；对所述第一种群和所述第二种群进行精英保留操作得到精英种群，并判断所述混合进化算法是否满足迭代终止条件；当所述混合进化算法满足迭代终止条件，根据精英种群对所述柔性作业车间调度模型求解，并对所述柔性作业车间进行调度。2.根据权利要求1所述的一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于，所述并判断所述混合进化算法是否满足迭代终止条件，包括步骤：计算所述精英种群的适应度，根据所述精英种群的适应度判断所述混合进化算法是否满足迭代终止条件。3.根据权利要求1所述的一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于，所述柔性作业车间调度模型的优化目标函数为：其中Ci为工件的完工时间，i：工件的索引；最小化总设置时间函数为：i＝1,2,K,n；j＝1,2,K,ni；s＝1,2,K,w其中PTtijs为工件的完工时间，j：工序的索引s：操作工人的索引。4.根据权利要求1所述的一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于，所述对工件加工的机器选择部分和工序排列部分进行分段式整数编码和解码操作，包括步骤：对工件加工的机器选择部分和工序排列部分进行分段式整数编码操作；读取工件加工的所述机器选择部分，并将所述机器选择部分转换为机器顺序矩阵、加工时间矩阵、设置时间矩阵；读取工件加工的工序排列部分，并根据所述工序排列部分和所述机器顺序矩阵、所述加工时间矩阵、所述设置时间矩阵得到每个工件工序对应的加工机器、加工时间和设置时间。5.根据权利要求1所述的一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于，所述对混合进化算法的种群进行初始化处理得到父代种群，包括步骤：设置所述混合进化算法的种群大小、迭代次数、交叉概率和变异概率。6.根据权利要求5所述的一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在2CN114580743A权利要求书2/3页于，对所述父代种群基于邻域进行交叉操作，包括步骤：根据交叉概率从所述父代种群中依次选取两个染色体作为第一父代和第二父代；截取所述第一父代和所述第二父代的机器选择部分片段，并选取第一父代和所述第二父代需要进行交叉的部分；对所述需要进行交叉的部分进行交叉操作，得到第一子代和第二子代；将所述第一父代的机器选择部分片段替换为所述第一子代，将所述第二父代的机器选择部分片段替换为所述第二子代。7.根据权利要求5所述的一种基于混合进化算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于，对所述父代种群基于邻域进行交叉操作，包括步骤：根据交叉概率从所述父代种群中依次选取两个染色体作为第一父代和第二父代；截取所述第一父代和所述第二父代的工序排列部分片段，并选取第一父代和所述第二父代需要进行交叉的部分；从工件集中划分出真子集，将所述第一父代中的包含在所述真子集中的基