一种含订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度方法和系统

本发明属于车间生产调度，尤其涉及一种含订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度方法和系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了相关的背景技术，不必然构成现有技术。

2、车间调度问题作为生产制造中一种典型的调度问题，广泛存在于实际工业生产中，基于不用的生产环境衍生出了不同类型的调度问题，包括流水车间调度问题(flowshopscheduling problem，fsp)，混合流水车间调度问题(hybrid flowshop scheduling,hfs)，柔性作业车间调度问题(flexible jobshop scheduling problem,fjsp)和作业车间调度问题(jobshop scheduling problem,jsp)。

3、随着制造业的全球化，分布式调度问题受到越来越多的关注。进而衍生出了分布式流水车间调度问题(distributed flowshop scheduling problem，dfsp)，分布式阻塞流水车间调度问题(distributed blocking flow shop problem,dbfsp)，分布式装配置换流水车间调度问题(distributed assembly permutation flowshop scheduling problem，dapfsp)，分布式混合零空闲置换流水车间调度问题(distributed mixed no-idlepermutation flowshop scheduling problem，dmnipfsp)，以及分布式装配柔性作业车间调度(distributed assembly flexible job-shop scheduling problem,dafjsp)等问题。

4、在工业4.0环境下，制造业逐渐从大规模生产转向大规模定制，减少了浪费和能源消耗。订单接受和调度(order acceptance and scheduling，oas)问题引起了越来越多的关注。这些决策包括在考虑创收和资源需求之间的权衡时，决定接受哪些订单，拒绝哪些订单。接受订单可能会导致其他工作的延误，从而导致罚款成本或需要提供价格折扣。然而，现在的研究主要考虑的是接受全部到达的订单，而由于现实加工能力的限制以及订单交货时间的不合理性，拒绝不合理的订单有利于获得更高利润和减少能耗。

5、一般的fsp假设机床之间存在无限的缓冲区,即一个工件在当前机床上加工完成后可以立即从该机床上释放。然而，由于空间和存储容量的限制，在一些分布式制造系统中通常存在有限的缓冲区。当作业在一台机器上处理时，寻找额外的空间来存储作业是一个挑战，因此，采用无缓冲模式，即当一台机器不可用时，处理操作必须停留在上一台机器上，等待机器可用。在真实的制造环境中，由于特定的特性(即形状、重量、尺寸等)，设备执行不同的操作，设置过程(sequence-dependent setup time，sdst)是必要的。分布式装配流水车间调度问题是分布式流水车间调度问题的扩展。加工阶段与装配阶段的协同生产模式，不仅能够缩短产品的生产周期、降低企业的生产成本，而且能有效减小企业的运营风险，进一步提升企业的核心竞争力。

6、订单接收与调度已成为绿色制造、绿色管理等多个领域的研究热点。然而，还存在以下局限性：(1)多数的研究只考虑了加工过程，忽略了生产和装配协同生产问题；(2)没有考虑每个工厂中存储空闲的有限和机器设置时间等具有现实意义的约束。为此，本发明以分布式装配为研究背景，考虑订单拒绝特性、阻塞约束和设置时间约束，以最小化完成时间、总能耗，和最大化总收入为目标，提出了带订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度问题(distributed assembly flowshop scheduling problem with order reject，dafspor)。

技术实现思路

1、对于dafspor，设计了一种知识驱动的nsgaii算法(knowledge-driven non-dominated sorting genetic algorithm-ii，kdnsgaii)进行求解。首先，对dafspor进行特性分析，给出了问题的三种性质，基于性质设计了一种一维向量编码方式，包含以下信息：接受订单集合、工件加工顺序、订单装配顺序、工件加工速度和订单装配速度。其次，基于问题的知识提出了三种初始化方法，生成高质量且多样化种群。然后，提出多种遗传操作来增加种群中个体的多样性。最后，一种交换局部搜索策略和两种基于订单和工件序列长度的破坏重插入方法，以提高算法的搜索能力。

2、为实现上述目的，本技术一方面提供了一种含订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度方法，包括如下步骤：

3、获取分布式装配流水车间的车间数据；

4、根据车间数据建立约束条件，所述约束条件包括阻塞约束和设置时间约束；

5、根据约束条件建立车间的生产装配调度模型；生产装配调度模型的目标为最小化完成时间、总能耗和最大化总收入；

6、根据kdnsgaii算法，对所述生产装配模型进行优化求解，得到生产装配车间最优方案；基于生产装配车间最优方案对车间的工件和产品进行调度。

7、另一方面提供了一种带订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度系统，包括：

8、数据获取模块，其被配置为：获取基础数据，所述基础数据是分布式装配流水车间的车间数据；

9、约束条件建立模块，其被配置为：根据车间数据建立约束条件，考虑订单拒绝特性，所述约束条件包括阻塞约束和设置时间约束；

10、生产装配调度模型建立模块，其被配置为：根据约束条件建立车间的生产装配调度模型；生产装配调度模型的目标为最小化所有车间的完工时间的最大值、最小化所有车间的总能耗和最大化所有订单的收入；

11、调度模块，其被配置为：根据kdnsgaii，对所述生产装配调度模型进行优化求解，得到车间最优生产方案；基于车间最优生产方案对车间内的工件和产品进行调度。

12、本技术提供了一种电子设备，其具有以下组件：一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个计算机程序。处理器与存储器相连，上述计算机程序存储在存储器中。当电子设备运行时，处理器执行存储在存储器中的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行所述程序时实现如上述所述任意一种含订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度方法的步骤。

13、本技术提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，当处理器执行这些计算机指令时，实现如上述所述任意一种含订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度方法的步骤。

14、本技术还提供了一种计算机程序(产品)，其中包括一组计算机程序。当在一个或多个处理器上运行时，该计算机程序用于实现上述所述任意一种含订单拒绝特性的分布式装配流水车间调度方法的步骤。

15、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。