【技術實現步驟摘要】
本申請涉及車間調度，具體而言，涉及一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法。
技術介紹
1、在離散制造企業中，瓶頸是制約整個生產系統有效產出最大化的生產實際問題之一，解決訂單超期問題的關鍵是解決瓶頸問題，約束理論(toc)認為，瓶頸是制約整個系統有效產出的控制點，同時制約著其他生產環節產能的發揮，因此只有立足瓶頸并提高瓶頸資源利用率，才能有效提高系統的整體產出。
2、在當前階段，針對瓶頸資源的處理主要包括兩種思路，第一種試圖通過增加瓶頸設備消除生產系統中長期存在的瓶頸，是一種事后處理策略，由于市場需求的波動性，瓶頸資源也并非一成不變，通過粗放型資源擴張的方式消除瓶頸難免造成資源浪費，進而增加企業生產成本；第二種則是正視瓶頸的存在，試圖充分利用瓶頸而非消除瓶頸，這種思路在排程時將瓶頸資源和非瓶頸資源區分對待，以瓶頸資源的排程指導非瓶頸資源的排程，使兩者具有相同的生產節奏，尋求兩者生產能力的最佳組合，從而實現系統生產率最大化。
3、但是，第二種思路的優化過程中，瓶頸資源預先確定，然而，優化過程中瓶頸資源可能發生變化，形成新的瓶頸，當初始瓶頸資源利用率已經最大化、但仍不滿足訂單交期需求時，排程結果將無法實現更進一步的優化。
技術實現思路
1、為了解決現有的優化思路中，瓶頸資源預先確定，然而，優化過程中瓶頸資源可能發生變化，形成新的瓶頸，當初始瓶頸資源利用率已經最大化、但仍不滿足訂單交期需求時，排程結果將無法實現進一步優化的問題，本申請提供了一種基于瓶頸資源的柔性車間
2、根據本申請實施例的一個方面，提供了一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，所述排程優化方法包括以下步驟：
3、基于混合遺傳算法進行預排程，得到預排程結果，并根據車間工作制度，對所述預排程結果進行拆分，得到拆分排程結果，所述車間工作制度根據制造企業工作制度制定，當天工作開始時間至當天工作結束時間為工作制時段，當天工作結束時間至第二天工作開始時間為非工作制時段，將所述預排程結果拆分至每一個工作日的所述工作制時段中，以獲取所述拆分排程結果；
4、根據訂單交付時間及訂單實際完成時間，判斷訂單是否超期，若訂單未超期則直接輸出所述拆分排程結果；
5、若訂單超期則通過集束搜索算法針對瓶頸資源在所述非工作制時段的工作時間進行優化，得到最終優化排程結果。
6、在一些實施例中，在若訂單超期則通過集束搜索算法針對瓶頸資源在所述非工作制時段的工作時間進行優化，得到優化排程結果步驟中，還包括以下步驟：
7、根據集束算法對優化策略列表進行初始化，將所述拆分排程結果設置為搜索的起點，其對應的動作集合為空，在后續搜索中，搜索列表會根據評價結果選擇保留在搜索列表中的元素，并在該元素的基礎上執行下一次搜索，同時更新對應的動作集合；
8、動態識別瓶頸資源，分別識別工作總時長最長的設備為第一瓶頸設備，待加工工件等待時間最長的設備為第二瓶頸設備；
9、搜索可延長工作時段以及可增加工作時長，通過集束搜索算法優化所述工作總時長最長的設備及所述待加工工件等待時間最長的設備在所述非工作制時段的工作時長，包括工作的時間節點及在所述時間節點的工作時長；
10、選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的多個最優策略；
11、去除最優策略中的無效動作，輸出最終優化排程結果，遍歷最優策略的動作集合，判斷動作集合中每一個動作的有效性，若去除該動作不影響最終優化結果，則刪除該動作，最終保留的動作為最終優化策略的有效動作，得到最終優化排程結果。
12、在一些實施例中，在選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的多個最優策略步驟中，還包括以下步驟，
13、以最大完工時間為第一評價標準，所述最大完工時間越小，策略越優；
14、以可增加工作時長為第二評價標準，所述可增加工作時長越小，策略越優；
15、以增加工作時長的時間節點為第三評價標準，所述時間節點越靠前，策略越優；
16、基于第一評價標準、第二評價標準及第三評價標準，比較兩類瓶頸設備在每段非工作制時間段中的最優策略，選擇最優的多個策略作為下一次優化的起點。
17、在一些實施例中，在所述選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的最優策略步驟之后，進一步包括以下步驟：
18、判斷多個所述最優策略是否滿足終止條件，若滿足，則去除最優策略中的無效動作；
19、如未滿足則再次動態識別瓶頸資源，所述終止條件為訂單實際完成時間不大于訂單交期時間，即訂單能夠在交付期限內完成，或所有設備的非工作制時段工作時間已飽和。
20、在一些實施例中，在所述根據集束算法對優化策略列表進行初始化步驟中，還包括以下步驟：
21、設置集束搜索寬度；
22、初始化優化策略列表，優化策略列表為優化策略的集合。
23、在一些實施例中，在所述動態識別瓶頸資源，分別識別工作總時長最長的設備為第一瓶頸設備，待加工工件等待時間最長的設備為第二瓶頸設備步驟中，還包括以下步驟：
24、將設備按照工作總時長降序排列，得到設備序列，并從所述設備序列中得到工作總時長最長的設備；
25、判斷工作總時長最長的設備是否為上一次優化過的設備，如果不是，則將工作總時長最長的設備作為待優化的第一瓶頸設備；
26、如果是，判斷上一次優化時，最大完工時間是否得到優化，如果未得到優化，則順次選擇工作總時長第二的設備作為第一瓶頸設備；如果得到優化，則將工作總時長最長的設備作為第一瓶頸設備。
27、在一些實施例中，在所述如果是，判斷上一次優化時，最大完工時間是否得到優化，如果未得到優化，則順次選擇工作總時長第二的設備作為瓶頸設備；如果得到優化，則將工作總時長最長的設備作為瓶頸設備步驟中，還包括以下步驟：
28、將設備按照待加工工件等待時長降序排列，得到設備序列，并從所述設備序列中得到待加工工件等待時長最長的設備；
29、判斷待加工工件等待時長最長的設備是否為上一次優化過的設備，如果不是，則將待加工工件等待時長最長的設備作為待優化的第二瓶頸設備；
30、如果是，判斷上一次優化時，最大完工時間是否得到優化。如果未得到優化，則順次選擇待加工工件等待時長第二的設備作為第二瓶頸設備；如果得到優化，則將待加工工件等待時長最長的設備作為第二瓶頸設備。
31、在一些實施例中，在所述如果是，判斷上一次優化時，最大完工時間是否得到優化。如果未得到優化，則順次選擇待加工工件等待時長第二的設備作為瓶頸設備；如果得到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，所述排程優化方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在若訂單超期則通過集束搜索算法針對瓶頸資源在所述非工作制時段的工作時間進行優化，得到優化排程結果步驟中，還包括以下步驟：
3.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的多個最優策略步驟中，還包括以下步驟，
4.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的最優策略步驟之后，進一步包括以下步驟：
5.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述根據集束算法對優化策略列表進行初始化步驟中，還包括以下步驟：
6.如權利要求2所
7.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述如果是，判斷上一次優化時，最大完工時間是否得到優化，如果未得到優化，則順次選擇工作總時長第二的設備作為瓶頸設備；如果得到優化，則將工作總時長最長的設備作為瓶頸設備步驟中，還包括以下步驟：
8.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述如果是，判斷上一次優化時，最大完工時間是否得到優化，如果未得到優化，則順次選擇待加工工件等待時長第二的設備作為瓶頸設備；如果得到優化，則將待加工工件等待時長最長的設備作為瓶頸設備步驟之后，進一步包括以下步驟：
9.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述搜索可延長工作時段以及可增加工作時長，通過集束搜索算法優化所述工作總時長最長的設備及所述待加工工件等待時間最長的設備在所述非工作制時段的工作時長，包括工作的時間節點及在所述時間節點的工作時長步驟中，還包括以下步驟：
10.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的多個最優策略步驟之后，進一步包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，所述排程優化方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在若訂單超期則通過集束搜索算法針對瓶頸資源在所述非工作制時段的工作時間進行優化，得到優化排程結果步驟中，還包括以下步驟：
3.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的多個最優策略步驟中，還包括以下步驟，
4.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述選擇最優策略，根據最大完工時間、可增加的工作時長及增加工作時長的時間節點判斷優化策略的優劣，選擇每個所述可延長工作時段增加工作時長的最優策略步驟之后，進一步包括以下步驟：
5.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述根據集束算法對優化策略列表進行初始化步驟中，還包括以下步驟：
6.如權利要求2所述一種基于瓶頸資源的柔性車間排程優化方法，其特征在于，在所述動態識別瓶頸資源，分別識別工作總時長最長的設備為第一瓶頸設備，待加工工件等待時間最長的設備為第二瓶頸設備步驟中，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊會甲，王露，張建奇，范營營，張岐，丁鵬升，王曉婷，
申請(專利權)人：西安航天自動化股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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