1.一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,包括:以最小化完工时间以及机器加工和起重机运输过程的能量消耗为优化目标,构建带起重机的柔性车间调度优化模型;
结合迭代贪婪和模拟退火的混合算法求解带起重机的柔性车间调度优化模型,得到调度优化方案;
利用得到的调度优化方案对带起重机的柔性车间内各个工厂的工件加工进行调度。
2.如权利要求1所述的一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,所述机器加工过程的能量消耗为,
每台机器在同一时刻只能加工一个工件,而且每个工件在同一时刻只能在一台加工机器上加工,机器加工过程的能量消耗为:机器加工过程的总能量消耗为:
其中,K为机器数量;J为工件数量;i为工序编号;j为工件编号;Oi,j为工件j的第i步加工工序,i=1,2,…,θj;θj为工件j的加工工序集合,j=1,2,…,J;Epk为机器k的工作功率;
Ti,j,k为工序Oi,j在机器k的加工时间;决策变量xi,j,k为当工序Oi,j在机器k上加工时为1;否则为0。
3.如权利要求1所述的一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,所述起重机运输过程的能量消耗包括空载操作过程、空载等待过程、载重等待过程和载重操作过程的能量消耗总和;
所述空载操作过程的能量消耗中,计算空载操作过程中的横向运输空载启动时间、横向运输空载运输时间和横向运输空载停止时间,以此根据起重机横向移动启动功率、起重机横向移动停止功率和起重机水平方向的相关功率计算空载操作过程中所有工件的总能量消耗;
所述空载等待过程的能量消耗中,计算某一工件当前一个工序的完成时间与当前工序的开始时间和起重机空载操作的时间之差,得到空载等待时间,以此计算所有工件的空载等待过程的能量消耗。
4.如权利要求3所述的一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,所述载重等待过程的能量消耗中,分别计算某一工件前一个工序的水平移动载重运输的启动时间、当前工序的水平移动载重运输的停止时间以及水平移动载重匀速运输过程的时间,和竖直方向上的载重运输的启动时间、载重运输的停止时间和运输过程的时间;根据工序的完成时间与水平方向载重操作的时间和竖直方向上的载重操作的时间之差得到在载重等待过程的时间,以此计算所有工件的载重等待过程的能量消耗;
所述载重操作过程的能量消耗中,分别计算水平方向载重操作过程的开始时间、停止时间和运输时间的能量消耗,以及竖直方向载重操作过程的开始时间、停止时间和抬升时间的能量消耗,以此计算所有工件的载重操作过程的能量消耗。
5.如权利要求1所述的一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,所述迭代贪婪和模拟退火的混合算法中,定义加工序列和机器分配序列的二维向量,通过编码完成为每道工序安排合适的机器加工和为每台机器安排相应的加工工件的任务;
根据起重机的空闲时间、同一工件前序工序的空闲时间、加工机器的空闲时间和起重机的移动路径的关键因素,分配工件的加工工序。
6.如权利要求1所述的一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,所述迭代贪婪和模拟退火的混合算法对构建启发式的构建过程:输入删除工件后的序列Sd和删除后剩下的序列Sr,记录初始解所有操作的分配机器;
当删除工件后的序列大于0,选择所述序列中的第一个工件为插入工件,并且从所述序列中将其删除;
选择所有等于插入工件的操作,组成加工序列;
在删除后剩下的序列中测试插入工件的所有位置;
对于每个插入的位置,利用最小局部优化为插入工件找到最优机器,为后续操作调整机器分配序列;
找到插入工件的最优插入位置,插入该工件后更新加工序列和机器分配序列。
7.如权利要求1所述的一种带起重机的柔性车间调度方法,其特征在于,所述迭代贪婪和模拟退火的混合算法对探索启发式的构建过程:记录当前得到最优解之后更新的次数;
判断最优个体是否更新,若更新,则更新次数置为0,否则,更新次数增加1;
预设迭代更新次数的最大限制值,比较更新次数与迭代更新次数的最大限制值,若前者大于后者,则对最优解进行破坏和构建启发式来产生相邻解;
判断相邻解是否优于当前最优解,若是,则使用前者更新后者。
8.一种带起重机的柔性车间调度系统,其特征在于,包括:调度优化模型构建模块,其用于以最小化完工时间以及机器加工和起重机运输过程的能量消耗为优化目标,构建带起重机的柔性车间调度优化模型;
调度优化方案求解模块,其用于结合迭代贪婪和模拟退火的混合算法求解带起重机的柔性车间调度优化模型,得到调度优化方案;
调度模块,其用于利用得到的调度优化方案对带起重机的柔性车间内各个工厂的工件加工进行调度。
9.一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行如权利要求1-7任一项所述的一种带起重机的柔性车间调度方法的步骤。
10.一种终端设备,包括处理器和计算机可读存储介质,处理器用于实现各指令;计算机可读存储介质用于存储多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-7任一项所述的一种带起重机的柔性车间调度方法的步骤。