【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及車間生產調度，尤其涉及一種面向火箭貯箱生產的分布式混合流水車間調度方法。
技術介紹
1、在智能制造水平和火箭貯箱生產工藝不斷更新迭代的背景下，火箭貯箱生產過程中的箱體和箱底結構制造任務由多個分布式工廠承接。這些工廠具有不同的工藝優勢和加工能力，任務訂單在選擇工廠時需要考慮其可用性限制。此外，在每個工廠，各個流程階段會有多臺設備可供選擇，這使得建立系統化方法以協調分布在不同地點的生產資源變得尤為重要。各工廠不僅需要高效地完成各自承擔的生產任務，還需與后續的裝配環節實現無縫銜接，以確保整體生產流程的順暢運行。
2、當前的車間調度研究主要集中在單一車間或簡單的流水車間模型，而較少考慮復雜的帶裝配過程的分布式混合流水車間調度問題。傳統的精確式算法，如分支定界、分支定價等，雖然能夠找到最優解，但在面對大規模訂單時，計算復雜度高，往往無法在合理時間內得出解。因此，越來越多的研究開始傾向于采用元啟發式算法，如遺傳算法和粒子群優化等，這些算法在求解大規模工程問題上展現出優勢，能在較短時間內找到滿意的近似解。然而，元啟發式算法也存在容易陷入局部最優解的問題，亟需進一步的策略改進以提高全局搜索能力。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種面向火箭貯箱生產的分布式混合流水車間調度方法，解決了在面向復雜的帶裝配過程的分布式混合流水車間調度問題，現有算法存在容易陷入局部最優解的技術問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供了如下技術方案：一種面向
3、獲取火箭貯箱各部件結構生產包括產品信息和工廠信息的基礎信息；
4、基于基礎信息構建包含裝配過程的分布式混合流水車間調度模型，分布式混合流水車間調度模型包括目標函數和約束條件；
5、采用引入精英選擇策略和鄰域搜索算子的改進遺傳算法求解分布式混合流水車間調度模型獲得調度方案；若改進遺傳算法達到終止條件，則結束并可視化輸出結果。
6、進一步地，所述產品信息的描述為：火箭貯箱的各貯箱產品對應的工件組成。
7、進一步地，所述工廠信息的描述為：
8、貯箱產品在f個分布式工廠內組織生產，每個工廠s∈s＝{1,2,…,f}均為一個混合流水車間，加工工藝和能力不同；
9、工件i∈n＝{1,2,…,n}可以且只能選擇其中的一個工廠進行加工，且存在工廠可用性限制，工件i的備選工廠集合表征為
10、混合流水車間中工件需要經過j∈js＝{1,2,…,hs}個階段，每個階段j有至多msj≥1臺性能相同的并行機可供生產，其設備集合表征為msj＝{1,2,…,msj}，每個工件要經過工廠中的所有加工階段，在每個階段至多選擇一臺設備加工，工件i在工廠s的第j階段的加工時間為pisj；
11、加工完成后進入裝配階段，裝配階段由一個工作班組進行，每個產品l∈l＝{1,2,…,q},n≥q只有在屬于它的全部工件加工完成后才可以開始裝配，參數gil為0-1參數，取1表示工件i屬于產品l，否則為0，裝配階段要考慮產品的先后順序，裝配時間為pl。
12、進一步地，所述目標函數為最小化產品的最大完成時間，表征為mincmax，其中：
13、
14、式中，cl為產品l的裝配完工時間；l∈l＝{1,2,…,q}。
15、進一步地，所述約束條件為：
16、確保每個工件分配到一個工廠加工，即：
17、
18、保證工件在工廠內的每個階段有且僅有一臺設備加工，即：
19、
20、確保工件在設備上加工存在先后關系，即：
21、
22、保證工件在工廠的上一階段完工后才能進入下一階段，即：
23、
24、確保工件在第一階段的完工時間要大于等于其加工時間，即：
25、
26、保證在同一階段先后加工的工件的時間約束，即：
27、
28、計算產品的裝配開始時間要晚于其最后一個工件的完工時間，即：
29、
30、保證產品在裝配階段存在時間的先后約束，即：
31、
32、有效不等式提升模型下界，即：
33、
34、定義變量的取值范圍，即：
35、
36、式中，xis為0-1變量，取1表示工件i被分給工廠s加工，否則取0；yisjk為0-1變量，取1表示工件i被分給工廠s的第j階段第k臺設備加工，否則取0；zsjii′k為0-1變量，取1表示工件i優先于工件i′在工廠s的第j階段第k臺設備加工，否則為0；cisj為連續變量，表示工件i在工廠s的第j階段的完工時間；vll′為0-1變量，取1表示產品l優先于產品l′在裝配階段加工，否則取0；m為一個充分大的正整數。
37、進一步地，所述求解分布式混合流水車間調度模型獲得調度方案，具體過程包括：
38、個體編碼：針對該分布式混合流水車間調度問題，采用兩層編碼信息展示每個工件被指派的工廠以及在對應工廠中的加工優先順序；染色體的總長度為工件數量，第一層編碼信息為工廠編號，第二層編碼信息中每一個基因表示區間[0,1]的隨機數，根據第一層編碼信息確定每個工廠的待加工工件集合，根據第二層編碼信息的值進行排序獲取工件在對應工廠內的加工優先級；
39、個體解碼：在生產階段，對每個工廠的工件進行設備分配，根據工件的加工優先級依次分配給最早的可用機器；在裝配階段，根據每個產品涉及的所有工件的完工時間確定最早可裝配時間，所有產品中最早可裝配時間最小的先進行裝配；確定裝配順序和開始以及完工時間后，得到產品的最大完工時間，即個體的適應度值；
40、初始化種群：確定種群規模popsize，根據編碼規則初始化種群；
41、精英記憶庫更新：利用拐點作為種群的分界點，適應度值不大于拐點的個體保存在精英記憶庫中；
42、選擇操作：采用錦標賽選擇和精英選擇相結合的算法選擇算子；
43、交叉操作：以交叉概率pc在種群中隨機選擇兩個個體，在個體中隨機選擇兩個交叉點，進行兩個個體的基因交換；
44、變異操作：以變異概率pm選擇個體進行變異操作，隨機選擇任一基因位置進行替換；
45、基于關鍵路徑的鄰域搜索算子改進：利用關鍵路徑法在網絡圖上找到一條關鍵路徑，路徑的長度等于染色體的目標函數值，路徑的長度為路徑上所有節點的加工時間和；
46、獲得關鍵路徑上的工件序號，找到工件對應的加工工廠，對工廠內的工件按照關鍵路徑中產品的裝配順序進行重新排序，如果屬于同一個產品，工件加工的先后順序隨機；
47、根據工件新的順序對染色體的第二層編碼信息進行重新賦值；
48、最后，判斷個體的適應度值是否更優，如果更優則接受個體；...
【技術保護點】
1.一種面向火箭貯箱生產的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，該方法包括以下過程：
2.根據權利要求1所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述產品信息的描述為：火箭貯箱的各貯箱產品對應的工件組成。
3.根據權利要求1所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述工廠信息的描述為：
4.根據權利要求3所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述目標函數為最小化產品的最大完成時間，表征為minCmax，其中：
5.根據權利要求4所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述約束條件為：
6.根據權利要求1所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述求解分布式混合流水車間調度模型獲得調度方案，具體過程包括：
7.根據權利要求6所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述拐點的確定方法為：
8.根據權利要求6所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述在選擇操作中，
【技術特征摘要】
1.一種面向火箭貯箱生產的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，該方法包括以下過程：
2.根據權利要求1所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述產品信息的描述為：火箭貯箱的各貯箱產品對應的工件組成。
3.根據權利要求1所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述工廠信息的描述為：
4.根據權利要求3所述的分布式混合流水車間調度方法，其特征在于，所述目標函數為最小化產品的最大完成時間，表征為mi...
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