聊城大學張彪獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉聊城大學申請的專利一種面向中成藥生產車間調度問題的求解方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120355180B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510819571.6,技術領域涉及:G06Q10/0631;該發明授權一種面向中成藥生產車間調度問題的求解方法是由張彪;張雪滕;張森祥;孟磊磊;鄒溫強設計研發完成,并于2025-06-19向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種面向中成藥生產車間調度問題的求解方法在說明書摘要公布了:本發明涉及流水車間調度技術領域,特別是屬于一種面向中成藥生產車間調度問題的求解方法,包括:確定以最小化最大完工時間為問題求解目標,并初始化參數;使用改進的啟發式算法構造出初始解,對初始解進行破壞重構,選擇目標值最小的初始解作為最優初始解;基于主動調度策略對當前最優初始解進行調度,生成完整的調度方案;查找關鍵路徑,確定影響最大完工時間的關鍵塊及關鍵塊內包含的關鍵工件;對識別出的關鍵塊中的關鍵工件進行調整,使用四種鄰域結構進行搜索,并執行鄰域結構裁剪,輸出最大完工時間小于最優初始解的優化調度方案,本發明使生產調度更加合理,具有有效提高生產效率和生產線的穩定性的積極效果。
本發明授權一種面向中成藥生產車間調度問題的求解方法在權利要求書中公布了:1.一種面向中成藥生產車間調度問題的求解方法,其特征在于,包括以下步驟, S1、分析在中成藥生產制造中混合流水車間調度問題的問題特性,確定以最小化最大完工時間為問題求解目標,并初始化參數,包括對于初始解的破壞大小系數α,破壞重構迭代次數T; S2、使用改進的啟發式算法構造出一個初始解,然后對初始解進行破壞重構,破壞大小為初始解的長度乘以α,達到迭代次數T,選擇目標值最小的初始解作為最優初始解;其中, 改進的啟發式算法生成初始解的實現過程包括, a定義以下參數,i代表一個工件,I代表工件的集合,I={1,2,…,i,…,c},c代表工件的數量,n代表工件出現的次數,取值為0或者1,取值為0時代表工件第一次出現,取值為1時代表工件第二次出現,s代表階段,S代表階段的集合,r代表可重入階段,t代表可跳躍階段,S={1,2,…s,…k},k代表階段總數,Π代表工件的序列,π代表工件的序列里的一個工件,Ps,i代表工件i在階段s上的加工時間; b每個工件在初始解中出現了兩次,每個工件采用兩種計算指標的方式,對于第一次出現的工件,計算第一個階段到可重入階段的處理時間之和,對于第二次出現的工件,計算可重入階段到最后一個階段的處理時間之和,Ki,n代表計算工件i的指標值,計算公式為, c將指標值Ki,n按照由小到大的順序進行排序,每個指標值對應一個工件,由此得到對應的工件的序列Π={π1,π2,…,π2c}; d取出Π中的前兩個工件π1,π2,然后從{π1,π2}或{π2,π1}中選擇目標值較小的作為當前部分序列Z; e從Π中的第三個工件開始,依次取出Π中的第i個工件,i3,插入到當前部分序列Z中所有位置,共得到i個部分序列,評價所得到的每一個部分序列,并將最大完工時間最小的部分序列作為Z; f返回步驟e,直到Π中的最后一個工件插入完成為止,得到完整的初始解; 對初始解的破壞重構的過程如下, 1隨機刪除個數為初始解的長度乘以α的工件,將刪除的工件逐一插入到未刪除的工件組成的序列Π’中; 2每次插入一個工件后,便對工件序列Π’通過局部搜索方法進行搜索,即依次交換相鄰位置的兩個工件,得到改進的序列,將最大完工時間最小的改進的序列作為最優部分序列,并在下一個工件插入時使用當前最優部分序列,直到所有被刪除的工件全部插入完成,得到最優初始解; 3對步驟1和步驟2進行T輪迭代,輸出得到的最優初始解; S3、基于主動調度策略對當前最優初始解進行調度,生成完整的調度方案;其中,構造出一個完整的調度方案的實現過程包括以下步驟, 定義以下參數,flag表示工件在可重入階段的加工次數,flag=0表示首次加工,flag=1表示進行可重入加工; 對于首次加工,即flag=0,工件按照從第一階段到可重入階段的前一個階段的順序依次處理,選擇一臺最早空閑的機器進行加工,工件的開始時間由在上一道工序完成時間加轉移時間之和、機器空閑時間中的較大值確定,工件的結束時間為開始時間加上當前階段加工時長,計算公式為: Ss,i=max[Es-1,i+fs-1,iorIdlem] Es,i=Ss,i+ps,i 其中,Ss,i表示工件i在階段s上加工的開始時間,Es-1,i表示工件i在階段s-1上加工完成的結束時間,fs-1,i表示工件i在階段s-1到階段s之間的轉移時間,Idlem表示機器m的空閑時間,ps,i表示工件i在階段s的加工時間,工件在機器上處理完成后,將flag設置為1; 若工件非首次出現,即flag=1,則直接在可重入階段選擇空閑機器加工,并更新工件在可重入階段的開始時間和結束時間; 對于可重入階段后續的階段,采用分階段的主動調度策略進行調度,操作過程包括, 步驟1,進行階段篩選,若當前階段非可跳躍階段或工件不具備可跳躍屬性,則將其加入候選序列π’,若當前階段為可跳躍階段且工件具有可跳躍屬性,則工件在當前階段無需加工,此時,將當前工件在上一階段的結束時間同步設為當前階段的開始時間和結束時間,并直接作為下一階段的開始時間; 步驟2,選擇一臺最早空閑的機器m; 步驟3,計算每個工件在所選機器上加工的開始時間和結束時間,更新在所選機器上加工工件的最早開始時間ESTime和最晚結束時間LETime; 步驟4,通過ESTime、LETime以及非延遲因子θ確定有效加工時間窗,通過有效加工時間窗約束篩選符合條件的工件加入集合ScheduleSet,計算有效加工時間窗的公式為: ScheduledSet←θ·LETime-ESTime+ESTime; 步驟5,從集合ScheduleSet中選擇在當前階段具有最長加工時間的工件分配至機器M*上,更新工件i的開始時間Ss,i和結束時間Es,i,將已經調度的工件i從π’中移除,清空ScheduleSet; 步驟6,返回步驟1,直到遍歷完所有階段,得到完整的調度方案; S4、基于完整的調度方案,查找關鍵路徑,確定影響最大完工時間的關鍵塊及關鍵塊內包含的關鍵工件; S5、對識別出的關鍵塊中的關鍵工件進行調整,根據可重入屬性,定義四種鄰域結構,使用四種鄰域結構進行搜索,并執行鄰域結構裁剪,輸出最大完工時間小于最優初始解的優化調度方案。
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