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基于遗传算法的FMS系统排产算法设计

段昭 徐宁波 包壁祯 徐卫刚 王巍 罗阳 刘晓宇

段昭, 徐宁波, 包壁祯, 徐卫刚, 王巍, 罗阳, 刘晓宇. 基于遗传算法的FMS系统排产算法设计[J]. 制造技术与机床, 2022, (12): 167-172. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.026
引用本文: 段昭, 徐宁波, 包壁祯, 徐卫刚, 王巍, 罗阳, 刘晓宇. 基于遗传算法的FMS系统排产算法设计[J]. 制造技术与机床, 2022, (12): 167-172. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.026
DUAN Zhao, XU Ningbo, BAO Bizhen, XU Weigang, WANG Wei, LUO Yang, LIU Xiaoyu. Design of FMS scheduling algorithm based on genetic algorithm[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (12): 167-172. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.026
Citation: DUAN Zhao, XU Ningbo, BAO Bizhen, XU Weigang, WANG Wei, LUO Yang, LIU Xiaoyu. Design of FMS scheduling algorithm based on genetic algorithm[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (12): 167-172. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.026

基于遗传算法的FMS系统排产算法设计

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.026
基金项目: 四川省重大科技专项项目(2020ZDZX0025)
详细信息
    作者简介:

    段昭,男,1991年生,硕士,工程师,研究方向为数字化工厂方向的柔性制造系统、仓储物流系统。E-mail:dz1209@163.com

    通讯作者:

    刘晓宇,女,1987年生,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为测控技术与仪器、柔性制造系统、机器学习。E-mail:liuxiaoyu@scu.edu.cn

  • 中图分类号: TH165

Design of FMS scheduling algorithm based on genetic algorithm

  • 摘要: 在柔性制造系统中,合理的排产可以缩短各加工任务的完成时间,提高设备利用率。针对柔性制造系统中的复杂作业车间调度问题,以超期作业数、总超期时间、机床综合负载率、最大机床负载率及作业完工时间作为排产算法的性能指标,利用遗传算法找到最优排产方案。将染色体设计为工序基因链和设备基因链,通过交叉、变异和选择等流程提高染色体的多样性和染色体对调度问题的鲁棒性。通过调整算法相关参数,研究不同参数设置对各项排产算法的性能指标的影响。本研究为基于遗传算法的排产算法的设计及优化提供一种参考。

     

  • 图  1  染色体编码方式

    图  2  交叉操作示意图

    图  3  变异操作示意图

    图  4  第1种参数方案的排产甘特图

    图  5  第2种参数方案的排产甘特图

    图  6  第3种参数方案的排产甘特图

    表  1  工序加工时间

    工序加工设备
    M1M2M3M4M5M6M7M8
    b11535330109
    b12100583996
    b13010056245
    b1400000000
    b2157398090
    b22085267109
    b23010056417
    b24108964700
    b31100076524
    b320106489100
    b33145601007
    b3400000000
    b4131659784
    b4212117810569
    b43462103957
    b4400000000
    b51367890100
    b52100749860
    b5309874260
    b54119675360
    b61671469010
    b62110999764
    b63105910110100
    b6400000000
    b71542670100
    b720909119105
    b73089386010
    b7400000000
    b81285906010
    b82747890100
    b8399085671
    b8490371580
    下载: 导出CSV

    表  2  实验结果对比

    性能指标第1种方案第2种方案第3种方案
    作业完工时间/h
    171416
    超期作业数300
    总超期时间/h100
    最大机床负载率/(%)8210075
    机床综合负载率/(%)718473
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2022-08-23

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