為解決云制造環(huán)境下混流混合車間的生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化問題,綜合考慮混流裝配與零部件加工的集成優(yōu)化以及外協(xié)云任務(wù)與自制任務(wù)的協(xié)同調(diào)度,建立了以最小化最大完工時(shí)間、均衡化零部件生產(chǎn)和最大化零件車間機(jī)器利用率為優(yōu)化指標(biāo)的多目標(biāo)車間調(diào)度模型�；诹慵峙蛙囬g調(diào)度的兩階段求解策略,設(shè)計(jì)了一種兩級(jí)遞階結(jié)構(gòu)的混合生物地理學(xué)優(yōu)化算法,采用在遷移算子中嵌入差分進(jìn)化算法的變異策略來提高算法的搜索效率。最后,通過實(shí)例驗(yàn)證了模型和算法的有效性。 

【文章來源】：中國機(jī)械工程. 2017,28(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１面向云制造的混流混合車間簡(jiǎn)化模型Ｆｉｇ．１Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｏｆｃｌｏｕｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ?ｏｒｉｅｎｔｅｄｍｉｘｅｄ?ｍｏｄｅｌｈｙｂｒｉｄｓｈｏｐ

的遷移操作，具體如下：在零件分批階段，隨機(jī)選擇一種零件，將遷出個(gè)體中該零件的分批編碼整段替換到遷入個(gè)體中，如圖３ａ所示；在車間調(diào)度階段，分別對(duì)三段編碼各自進(jìn)行遷移，防止不同車間調(diào)度工件的串碼。針對(duì)每一段車間編碼，首先隨機(jī)選擇一種工件，再按式（３６）確定該組工件首次出現(xiàn)的位置。該組工件的其余個(gè)體按其在遷出個(gè)體向量中的相應(yīng)距離插入到遷入個(gè)體中，最后將剩余工件按在遷入個(gè)體向量中的順序依次重新排列，如圖３ｂ所示。（ａ）零件分批階段遷移操作（ｂ）車間調(diào)度階段遷移操作圖３兩階段遷移操作過程Ｆｉｇ．３Ｔｗｏｓｔａｇｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ２．２．４變異策略針對(duì)零件分批和車間調(diào)度兩個(gè)階段分別設(shè)計(jì)不同的變異操作，具體如下：零件分批階段，采用單點(diǎn)變異的方式，如圖４ａ所示；車間調(diào)度階段，分別對(duì)三段編碼各自進(jìn)行變異操作，采用子序列隨機(jī)變異的方式，即從整段編碼中任選兩個(gè)編號(hào)不同的位置，將這兩個(gè)位置之間的子序列進(jìn)行隨機(jī)排列，形成新的個(gè)體，如圖４ｂ所示。２．３算法流程針對(duì)零件分批和車間調(diào)度兩個(gè)階段采用兩層嵌套結(jié)構(gòu)，外層算法產(chǎn)生分批方案，針對(duì)每個(gè)分批結(jié)果調(diào)用內(nèi)層算法，產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)度方案。圖５所示為算法的整體流程，Ｐ、Ｑ分別表示算法中零件分批階段的內(nèi)外部種群；Ｐ′、Ｑ′分別表示車間調(diào)度階段的內(nèi)外部種群。（ａ）零件分批階段變異操作（ｂ）車間調(diào)度階段變異操作圖４兩階段變異操作過程Ｆｉｇ．４Ｔｗｏｓｔａｇｅｖａｒｉａｎｔｐｒｏｃｅｓｓ圖５兩階段混合生物地理學(xué)優(yōu)化算法流程圖Ｆｉｇ．５Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｔｗｏ?ｓｔａｇｅｈｙｂｒｉｄｂｉｏｇｅｏｇｒａｐｈ?

行變異操作，采用子序列隨機(jī)變異的方式，即從整段編碼中任選兩個(gè)編號(hào)不同的位置，將這兩個(gè)位置之間的子序列進(jìn)行隨機(jī)排列，形成新的個(gè)體，如圖４ｂ所示。２．３算法流程針對(duì)零件分批和車間調(diào)度兩個(gè)階段采用兩層嵌套結(jié)構(gòu)，外層算法產(chǎn)生分批方案，針對(duì)每個(gè)分批結(jié)果調(diào)用內(nèi)層算法，產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)度方案。圖５所示為算法的整體流程，Ｐ、Ｑ分別表示算法中零件分批階段的內(nèi)外部種群；Ｐ′、Ｑ′分別表示車間調(diào)度階段的內(nèi)外部種群。（ａ）零件分批階段變異操作（ｂ）車間調(diào)度階段變異操作圖４兩階段變異操作過程Ｆｉｇ．４Ｔｗｏｓｔａｇｅｖａｒｉａｎｔｐｒｏｃｅｓｓ圖５兩階段混合生物地理學(xué)優(yōu)化算法流程圖Ｆｉｇ．５Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｔｗｏ?ｓｔａｇｅｈｙｂｒｉｄｂｉｏｇｅｏｇｒａｐｈｙ?ｂａｓｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ３實(shí)例驗(yàn)證以某裝配制造企業(yè)在云制造環(huán)境下的生產(chǎn)調(diào)度為例，對(duì)模型和算法進(jìn)行驗(yàn)證。該企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)是由零件加工車間、部件裝配車間和產(chǎn)品總裝車間組成的混流混合車間。產(chǎn)品總裝車間共有１０個(gè)工位，裝配Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３三種產(chǎn)品，對(duì)應(yīng)的工藝和作業(yè)時(shí)間如表１所示。裝配１個(gè)產(chǎn)品Ｐ１分別需要零件Ｚ１、零件Ｚ２和部件Ｒ１各１個(gè)；裝配１個(gè)產(chǎn)品Ｐ２分別需要零件Ｚ２、零件Ｚ３和部件Ｒ２各１個(gè)；裝配１個(gè)產(chǎn)品Ｐ３分別需要零件Ｚ１、零件Ｚ３和·１９６·中國機(jī)械工程第２８卷第２期２０１７年１月下半月


本文編號(hào)：3272640