一种存在非紧密衔接多设备工序的综合调度方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-10-08 10:04:10
考虑存在非紧密衔接多设备工序的综合调度方法。非紧密衔接多设备工序为单个工序需要多台设备协同加工且与其他工序存在延迟约束。目前多设备工序综合调度方法只考虑复杂产品需要多台设备协同加工,并没有考虑到多设备工序间存在非紧密衔接约束。本发明方法包括如下步骤:首先通过非紧密衔接工序到紧密衔接工序组转化策略,形成存在紧密衔接工序组的加工工艺树模型;然后,采用设备驱动策略确定加工工序;最后,为了减少多设备工序相关设备的空闲等待时间,降低算法时间复杂度,提出了优先调度多设备工序策略;为了使紧密衔接工序组尽早开始加工,提出了优先级策略和约束复杂度策略。本发明用于考虑存在非紧密衔接多设备工序的综合调度。
本发明的目的是为了解决目前多设备工序综合调度方法只考虑一般多设备工序调度 问题,导致产品生产成本过高的问题,提供一种考虑存在非紧密衔接多设备工序的综合调 度方法。上述的目的通过以下的技术方案实现:一种存在非紧密衔接多设备工序的综合调度方法,其特征是:采用存在延迟约束多设备优化模型。首先,采用将延迟约束转化为延迟工序的策略,使存在非紧密衔接工序问题转 化为一般调度问题,将延迟工序与紧前工序转化为紧密衔接工序组,使延迟工序尽早开始 加工;然后,采用设备驱动策略确定加工工序;其次,根据优先调度多设备工序策略,有效的解决了设备资源占用问题,减少了相关空闲等待时间和空闲设备查找时间;最后,根据优先级策略和约束复杂度策略,使紧密衔接工序组尽早开始加工。
制造业领域
在机械制造工厂中,产品往往需要经过多个加工设备进行不同工序的处理,且这些设备之间的衔接并非紧密连续。例如汽车发动机生产,缸体加工、曲轴加工等工序分别在不同的设备上完成,而且各设备之间可能存在缓冲时间或等待运输等情况。这种综合调度方法可以根据设备的实际状态、加工时间和运输时间等多种因素,合理安排工序顺序,优化整个生产流程。能够有效减少设备闲置时间,提高设备利用率,从而提升汽车发动机的生产效率,降低生产成本。
对于电子产品制造,如智能手机的生产,主板、屏幕等零部件的加工工序涉及多种不同的设备。通过此调度方法,可以精确安排各设备的工序任务,使生产线上各环节紧密配合,同时考虑非紧密衔接设备之间的协调,能够显著缩短产品生产周期,快速响应市场需求,增强企业在激烈市场竞争中的竞争力。
物流与仓储领域
在物流中心,货物的分拣、包装和运输等环节涉及多个设备和工作区域,且这些环节之间可能不是紧密衔接的。例如,在自动化分拣中心,货物首先在分拣设备上按照目的地分类,然后在包装设备处进行包装,这两个环节之间可能会因为货物暂存、设备故障等原因出现非紧密衔接的情况。综合调度方法可以考虑这些因素,合理安排货物在不同设备上的处理顺序和时间,优化物流资源配置,提高物流中心的吞吐能力,减少货物在物流中心的停留时间,从而提升客户满意度。
在仓储系统中,货物的入库、存储和出库涉及叉车、货架搬运设备等多种设备。这些设备的工序有时并不是紧密相连的,存在等待装卸、设备调度等情况。应用这种调度方法可以更好地协调仓储设备的使用,提高仓库空间利用率和货物出入库效率,尤其对于大型电商仓储中心,能够高效处理海量订单,保证货物快速准确地发货。
服务行业领域
在餐饮服务行业,食材的采购、加工和上菜等环节涉及多个设备和操作流程。厨房中的炉灶、烤箱、冷藏设备等工序之间不是紧密衔接的,存在食材准备时间、设备预热等情况。利用该调度方法,可以优化厨房设备的使用,合理安排烹饪工序,提高餐厅的服务效率,减少顾客等待时间,提升顾客用餐体验。
在医院服务中,患者的检查、诊断和治疗等环节涉及多种医疗设备,如 X 光机、CT 扫描仪、手术设备等。这些设备的工序之间可能存在患者转运、设备消毒等非紧密衔接情况。应用综合调度方法可以优化医疗资源配置,合理安排患者检查和治疗顺序,提高医院的服务质量和效率,减少患者排队等待时间,提升医疗服务水平。
谢志强,教授,硕士生导师,其研究方向为企业智能计算与调度优化、数据库与知识工程、网络优化和信息安全等方面的研究工作。他首次提出树状结构产品加工和装配综合调度算法,在《计算机学报》《自动化学报》《机械工程学报》(中、英文版)、《Computers & Industrial Engineering》、《计算机研究与发展》和《计算机集成制造系统》等权威学术期刊和 IEEE 等重要国际会议上第 1 作者发表论文近 50 篇,其中已经有 30 余篇被 SCI 和 EI 检索。获国家版权局软件著作权 2 项(独立完成),编著教材 5 部,其中 2 部为第 1 作者。
有益效果:
1.本发明同时考虑了多设备工序同时开始和工序间存在延迟约束的问题:以往多设备 工序综合调度算法只考虑多设备工序同时开始的约束条件。本发明采用存在延迟约束多设 备优化模型。①采用将延迟约束转化为延迟工序的策略,使存在非紧密衔接工序问题转化 为一般调度问题,将延迟工序与紧前工序转化为紧密衔接工序组,使延迟工序尽早开始加 工;②采用设备驱动策略确定加工工序;③根据优先调度多设备工序策略,有效的解决了设 备资源占用问题,减少了相关空闲等待时间和空闲设备查找时间;④根据优先级策略和约 束复杂度策略,使紧密衔接工序组尽早开始加工;
2.本发明首次在多设备工序综合调度中增加紧密衔接工序组和优先调度多设备工序;紧密衔接工序组是将延迟工序与紧前工序转化为紧密衔接工序组,增加了延迟工序的优先级,使延迟工序尽早加工,更符合产品实际生产调度情况;优先调度多设备工序,有效地解 决了设备资源占用问题,减少了相关设备空闲等待时间和空闲设备查找时间,降低算法时间复杂度。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。