【技術實現步驟摘要】
本技術方案主要涉及“液壓缸制造”、“運輸設備故障預測與診斷”和“生產調度與優化”，具體為一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法。
技術介紹
1、液壓缸是液壓系統的重要組成部分，廣泛應用于各種機械設備中，其制造質量和效率直接影響到設備的性能和生產效率。隨著液壓缸產業規模的不斷擴大，生產調度的難度也在不斷的增加。傳統的生產調度通常依據計劃員的調度經驗來制定和執行，無法在具體資源規模下達到較優或最優結果，容易造成大量的產能浪費。
2、現有的生產調度方法主要是基于靜態的生產計劃和調度，通過優化作業和機器的排序，以提高生產效率和降低成本。此外，還有一些研究探索了動態車間調度方法，這些方法主要關注于機器故障、訂單擾動等動態事件的處理，通過實時調整調度策略，以應對動態事件的影響。
3、然而，現有的生產調度方法存在一些問題。首先，它們往往忽視了物料的搬運和運輸時間，這在液壓缸制造這種離散型生產中是非常重要的。其次，現有的動態調度方法往往集中在求解固定條件下的流水線生產和混合作業生產，對于離散的液壓缸制造應用較少。最后，現有的調度方法無法解決運輸設備故障下的動態調度問題。在實際液壓缸生產車間作業中，運輸設備的可用性、運載能力、路線規劃等會對制造系統中工件的加工時間、調度規劃、完工交貨等造成巨大影響，目前的各類動態調度方法都無法處理運輸設備故障下的調度問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，解決了1、如何在液壓缸
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，包括如下步驟：
3、步驟1)，根據液壓缸制造流程和特點構建液壓缸動態調度模型，針對每道工序有多臺可選加工設備以及在不同設備間有多臺可選的運輸設備，對整個調度過程作出一系列假設；
4、步驟2)，針對液壓缸制造動態調度模型考慮生產效率、運輸設備兩個方面分別建立優化目標進行建模優化，最大完工時間f1、運輸設備總能耗f2、故障前后最小化加工機器偏差f3；
5、步驟3)，根據現場實際加工和運輸情況，對步驟1-2中的模型和優化目標進行實例約束設計；
6、步驟4)，對優化目標f1-f3：最大完工時間、運輸設備總能耗、故障前后最小化加工機器偏差，進行求解，一個解即為一個調度方案，通過改進的nsga-ⅲ算法進行優化求解；
7、步驟5)，進行算法的初始化個體編碼，每一個個體可以獲得一個優化解，擁有三層編碼xp、xm、xc，分別對應工序排列、機器選擇和運輸設備分配；
8、步驟6)，對算法進行基于運輸設備啟發式規則的種群初始化，初始化參數設置，種群規模n，設置最大迭代次數maxgen，代數gen＝1，計數值t＝1；
9、步驟7)，對個體進行考慮運輸約束的插入式貪婪解碼；
10、步驟8)，對當前個體編碼進行nsga-ⅲ算子更新；
11、步驟9)，進行個體的適應度計算和狀態判斷，來選擇接下來的更新方式；
12、步驟10)，通過代理與環境的連續互動，使用強化學習double?q-learning方法，引入了雙估計器方法，利用兩個q表來更新狀態并引導調整其行為策略；
13、步驟11)，通過狀態值、獎勵值以及q表記錄來設置動作集合更新nsga-ⅲ算法中的交叉概率pc和突變概率pm；
14、pc和pm的更新方式：
15、1.在每一代種群中，代理會執行各種動作以選擇適當的交叉概率pc和突變概率pm，其中包含10種可能的動作，對于pc，其常規選定的范圍在0.4至0.9之間，每種動作的間隔為0.05；而對于pm，其常規選定的范圍在0.01至0.21之間，每種動作的間隔為0.02；
16、2.通過平均適應度和最佳適應度來設計獎勵值，對于pc，若當前平均適應度比上一狀態小，則獎勵值為正，反之獎勵值為負；對于pm，若當前最佳適應度比上一狀態小，則獎勵值為正，反之獎勵值為負；
17、步驟12)，合并父代種群，計算適應度值進行非支配排序，判斷是否達到循環終止條件，輸出最優結果，否則調整完pc、pm后，按照新的執行概率繼續返回步驟8，進行nsga-ⅲ算子更新。
18、優選的，步驟1)中，一系列假設包括：
19、a，同一個工件在同一時刻只能由一臺機器進行加工，一臺機器在同一時刻只允許有一個工件在該機器上進行加工；
20、b，每一個工件對于每道工序的加工有先后順序要求，只有某道工序的前道工序加工完成后才能對該道工序進行加工；
21、c，所有機器在0時刻已經進入待機狀態，且所有工件已經運輸到待加工機器上準備加工，不考慮開始加工前的運輸時間和最終加工完成后的運輸時間；
22、d，所有加工機器均勻順序排列，工件在運輸過程中運輸設備發生故障可轉移到另一臺運輸設備上運輸，工件在運輸設備之間的轉移時間忽略不計。
23、優選的，步驟2)中，最大完工時間f1(1)、運輸設備總能耗f2(2)、故障前后最小化加工機器偏差f3(3)：
24、minf1＝max(pijk+sijk)?(9)
25、
26、優選的，步驟3)中的實例約束包括：
27、
28、
29、其中，式(4)表示工件各工序間只有上一道工序完成加工后，下一道工序才能開始加工；式(5)表示每道工序只能選擇一臺機器進行加工；式(6)表示同一臺機器在同一時間內只能加工一個工件；式(7)表示同一臺運輸設備在同一時間只能運輸一個工件；式(8)表示運輸設備cv在t時刻發生故障，此時運輸設備v正在將工件i從機器ma運輸到機器mb上，則發生故障時該運輸過程已完成的運輸量占實際運輸量的比例為1。
30、優選的，步驟5)中的三層編碼說明：
31、xp：xp中第三個“2”代表工件2的第二道工序o23；
32、xm：xm中與之對應的“2”代表該工序在可選擇加工機器集的第二臺機器m8上加工；
33、xc：xc與之對應的“1”代表該工件將在運輸設備c1上完成運輸。
34、優選的，步驟6)中的啟發式規則包括：
35、規則1：任務分配規則，在調度過程中，實時追蹤運輸設備的位置，當有任務需求時，自動分配給距離任務目標最近的運輸設備；
36、規則2：設備選擇優先規則，在規則1的基礎上，針對加工機器之間運輸距離較遠的情況，為縮短最大完工時間，優先選擇運輸時間較短的設備。對于加工機器之間運輸距離較近的情況，為降低能耗，優先選擇功率消耗較小的設備；
37、規則3：重調度初始本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟1)中，所述一系列假設包括：
3.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟2)中，最大完工時間f1(1)、運輸設備總能耗f2(2)、故障前后最小化加工機器偏差f3(3)：
4.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟3)中的實例約束包括：
5.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟5)中的三層編碼說明：
6.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟6)中的啟發式規則包括：
7.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟7)中的插入式貪婪解碼過程：
8.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態
9.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟9)中的環境狀態應基于種群的平均適應度、種群多樣性和最佳適應度進行構建，式(9)給出了第t代種群平均適應度值歸一化f*的計算方式，式(10)給出了第t代種群多樣性歸一化d*的計算方式，式(11)給出了最佳適應度歸一化m*的計算方式，式(12)是通過加權式獲得的總體狀態值，狀態的取值范圍為[0,1)，狀態集S*被劃分為S＝[s1,s2,…s19,s20]20個狀態，區間值設置為0.05，當S*∈[0,0.05)時，s＝s1，
10.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟10)中分別將兩個表記錄為QA和QB，更新函數如下：
...【技術特征摘要】
1.一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟1)中，所述一系列假設包括：
3.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟2)中，最大完工時間f1(1)、運輸設備總能耗f2(2)、故障前后最小化加工機器偏差f3(3)：
4.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟3)中的實例約束包括：
5.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟5)中的三層編碼說明：
6.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟6)中的啟發式規則包括：
7.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟7)中的插入式貪婪解碼過程：
8.根據權利要求1所述的一種處理運輸設備故障下的液壓缸制造動態調度方法，其特征在于：步驟8)中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，張雁翔，張俊輝，劉燾，
申請(專利權)人：韶關液壓件廠有限公司，
類型：發明
國別省市：
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