【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于改進jaya算法的設備網絡綜合調度方法。
技術介紹
1、生產調度是一類典型的np問題，迄今尚無有效算法確保獲得最優解；在現代制造業中，生產調度是確保生產效率和成本效益的關鍵環節；隨著工業4.0的興起，生產過程的智能化和自動化需求日益增長，設備網絡綜合調度問題逐漸成為研究的熱點；傳統的生產調度方法往往集中于單一階段的生產流程，而未能充分考慮具有復雜工藝結構的產品調度問題，尤其是在設備網絡環境中還存在以下問題：1.因傳統綜合調度方法沒有將工序在設備間的遷移時間作為獨立因素進行優化，導致調度結果與實際生產偏差，進而影響生產效率和設備并行作業效率；2.因傳統設備網絡方法依賴于特定產品的加工結構，對于不同實例的適應性有限，造成調度策略的同質性的額問題；3.因編碼設計上存在缺陷，未能有效地表示工序和設備的調度順序的問題；4.因解碼和局部搜索方法未能有效考慮遷移時間并減少設備的空閑時間，從而影響設備網絡整體的生產效率。
技術實現思路
1、本專利技術目的是為了解決上述現有的技術問題，提出了一種基于改進jaya算法的設備網絡綜合調度方法。
2、本專利技術是通過以下技術方案實現的,本專利技術提出一種基于改進jaya算法的設備網絡綜合調度方法，
3、s1：基于工序鏈和設備鏈的雙染色體編碼
4、采用一種"先確定工序鏈，再根據工序鏈選擇設備鏈"的編碼策略；其目的為保證工序所分配的設備為可加工設備；工序鏈編碼方面采用基于擬可調度工序集的編碼方法和隨機工
5、s2：雙鏈更新操作
6、采用一種“先更新工序鏈，再更新設備鏈”的雙鏈更新操作，其目的是為避免工序鏈與設備鏈不匹配導致加工設備不可用的問題；新生成的工序染色體繼承最優父輩工序染色體的優良特性，并摒棄最差父輩染色體的劣質特性，從而確保新工序染色體滿足順序約束關系；工序染色體更新完成后，新生成的設備染色體中的元素對應于新工序染色體的可加工設備；若更新后的個體完工時間超過更新前的完工時間，則根據預設的接受標準判斷是否接受更新后的個體；
7、s3：解碼操作
8、考慮遷移時間的設備空閑插空解碼策略；
9、s4：局部搜索操作
10、一種基于關鍵路徑的局部搜索操作。
11、進一步地，所述基于擬可調度工序集的編碼方法，具體步驟為：
12、步驟1.1：針對每個可調度工序，計算其擬可調度工序集，對每個擬可調度工序集進行基數(即集合中元素數量)的量化評估；
13、步驟1.2：采用輪盤賭選擇機制篩選可調度工序；基數較大的工序擁有更高的被選中概率；步驟1.3：重復步驟1.1，判斷此刻所得可調度工序集長度是否為空，若為空集，則工序染色體的編碼過程結束，否則跳轉至步驟1.2。
14、進一步地，所述隨機工序編碼方法，具體步驟為：
15、步驟1.4：根據產品工藝樹，獲取可調度工序集；
16、步驟1.5：在滿足工序樹約束關系的條件下，從可調度工序集中隨機選擇可調度的工序；
17、步驟1.6：重復步驟1.4，判斷此刻所得可調度工序集長度是否為空，若為空集，則工序染色體的編碼過程結束，否則跳轉至步驟1.5；
18、進一步地，所述基于短用時的設備編碼方法，具體步驟為：
19、步驟1.7：從左至右依次獲取工序鏈中每個工序的可加工設備集合；
20、步驟1.8：針對每個可加工設備，計算該工序在該設備上的加工時間；使用輪盤賭選擇策略確定設備；加工時間越短的設備被選中的概率越高。
21、進一步地，所述隨機設備編碼方法，具體步驟為：
22、步驟1.9：從左至右依次獲取工序鏈中每個工序的可加工設備集合；
23、步驟1.10：從該工序對應的設備集合中隨機選擇一個設備；
24、進一步地，所述工序鏈更新操作，具體步驟為：
25、步驟2.1：隨機選擇最差個體vworst工序鏈中的某一工序，循環獲取其子孫節點，并將其加入待更新工序集sb；
26、步驟2.2：確定被更新個體vi中與vworst之間sb中工序的位置；
27、步驟2.3：從vi中刪除與sb中相同位置的工序，并將剩余工序復制到新生成個體vnew中；
28、步驟2.4：根據最優個體vbest調整sb中工序的順序，并將調整后的順序作為sa，依次填充到vnew相應空元素位置。
29、進一步地，所述設備鏈更新操作，具體步驟為：
30、步驟2.5：識別被更新個體vi、最差個體vworst中與待更新工序集sb相同位置設備鏈中的加工設備；
31、步驟2.6：從vi中刪除與sb相同的設備鏈中的加工設備，并將剩余設備鏈復制到vnew中的設備鏈中；
32、步驟2.7：根據調整后的工序集sa從最優個體vbest中獲取其設備鏈對應的加工設備，然后按順序復制到vnew中相應空元素位置；
33、進一步地，所述考慮遷移時間的設備空閑插空解碼策略操作，具體步驟為：
34、步驟3.1：分析加工方案中的工序鏈和相關的設備鏈，為每個待執行工序確定其對應的加工設備；
35、步驟3.2：設備空閑時間段的動態評估與工序調度；從左至右依次獲取工序鏈中的每個工序oi，并從設備鏈中識別對應的加工設備；對于每一臺設備，執行工序插空策略。
36、進一步地，所述步驟3.2具體為：
37、檢查設備已加工工序集smk，確定該設備的當前工作狀態，包括已加工工序及其時間安排；計算設備空閑時間段tpmk，評估待加工工序的目標設備mk是否之前已被用于加工至少一個工序oi；；如果該設備尚未完成任何工序的加工，則認定該設備當前沒有任何空閑時間段，因此不適合進行當前工序的插空操作，直接轉向下一個工序的處理，否則，對于設備上已完成的每個工序，計算其開始時間與緊鄰的前一工序的結束時間之間的差值，即設備在相應工序間的空閑時間段；如果考慮的工序是該設備加工的第一個工序，則將其緊鄰的前一工序的結束時間定義為0；計算待加工工序與遷移時間段總用時poi，將待調度工序的加工時間與從緊前工序到當前設備的遷移時間相加；評估設備空閑時間與工序總需時，若tpmk≥poi，則進一步驗證該工序的開始時間是否滿足工序樹的依賴約束，即判斷工序的開始時間是否晚于緊前工序的結束時間；若滿足約束條件，則將該工序安排至設備待執行工序集中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于改進Jaya算法的設備網絡綜合調度方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于擬可調度工序集的編碼方法，具體步驟為：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述隨機工序編碼方法，具體步驟為：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于短用時的設備編碼方法，具體步驟為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述隨機設備編碼方法，具體步驟為：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述雙鏈更新操作，具體步驟為：
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述設備鏈更新操作，具體步驟為：
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述考慮遷移時間的設備空閑插空解碼策略操作，具體步驟為：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟3.2具體為：
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于關鍵路徑的局部搜索操作，具體步驟為：
【技術特征摘要】
1.一種基于改進jaya算法的設備網絡綜合調度方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于擬可調度工序集的編碼方法，具體步驟為：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述隨機工序編碼方法，具體步驟為：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于短用時的設備編碼方法，具體步驟為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述隨機設備編碼方法，具體步驟為：
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙斌，趙彥辰，高一龍，胡芳茹，楊成東，王九如，張問銀，
申請(專利權)人：臨沂大學，
類型：發明
國別省市：
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