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专利号: 2019108114959
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,包括以下步骤:(1)构建以最小化拆卸深度、工作站数、工作站空闲时间均衡指标以及拆卸资源数量为目标的数学模型;

(2)生成数量为Pop_num的初始种群;

(3)获取种群的邻域个体;

(4)通过Pareto比较由所述邻域个体和种群个体组成的混合群体的目标函数值,更新种群并将Pareto较优解输出至外部档案;

(5)对步骤(4)更新后的种群进行模拟退火操作得到新种群;

(6)采用Pareto比较模拟退火操作后的种群和外部档案组成的混合群体的目标函数值,将Pareto较优解输出至外部档案;

(7)按既定次数重复步骤(3)-(6);

(8)输出外部档案中的Pareto较优解为拆卸任务分配方案。

2.根据权利要求1所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:步骤一中的数学模型如下:目标函数:F=min[f1,f2,f3,f4]

f1为最小化拆卸深度函数:

f2为最小化开启的工作站数函数:

f3为最小化工作站空闲时间均衡指标函数:

f4为最小化拆卸资源数量函数:

上述公式中,l为拆卸线编号,l∈{1,2};i为拆卸任务编号;Nl为拆卸线l上的拆卸任务数量,k为工作站编号,k∈{1,2,…,K},K为工作站数量;xilk=1表示拆卸线l中的拆卸任务i被分配到工作站k中,否则xilk=0;Zk=1表示工作站k开启,否则Zk=0;CT为并行拆卸线的节拍时间;til为拆卸线l中拆卸任务i的作业时间;r为拆卸资源种类编号;R为拆卸资源种类数量;Mrk=1表示拆卸资源种类r被分配至工作站k中,否则Mrk=0。

3.根据权利要求2所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:步骤(1)在以下约束条件下进行:(1)拆卸任务不可分,每项拆卸任务只允许被分配到一个工作站中;

(2)有危害的零部件必须被拆除;

(3)有需求的零部件必须被拆除;

(4)分配至每个工作站中的所有拆卸任务的时间之和不能超过预定节拍时间;

(5)每条拆卸线上的拆卸任务的分配须遵循每种产品各自的拆卸优先顺序;

(6)若拆卸线上某一任务被执行,则该任务的紧前任务也必须被执行;

(7)工作站按顺序开启,不存在未分配任务的空工作站;

(8)若使用某一资源的拆卸任务被分配至工作站中,则相应地该工作站必须配备该资源。

4.根据权利要求1所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:步骤(2)的具体流程如下:Step 1:针对每一个当前种群个体pop_num,根据拆卸线I和拆卸线II上所拆卸产品各自的作业优先关系矩阵P1和P2,分别找出所有拆卸任务中紧前作业为空或紧前作业已被分配的作业,也即分别找出P1和P2中所有列元素之和为0所在列所对应的任务,组成待分配任务集C;

Step 2:在待分配任务集C中随机选择一项拆卸任务i分配到当前种群个体pop_num的当前位置中;

Step 3:若拆卸任务i为拆卸线I上的作业,则解除与拆卸任务i相关联的所有紧前约束,也即将P1中拆卸任务i所在的行元素置为0;若拆卸任务i为拆卸线II上的作业,则解除与拆卸任务i相关联的所有紧前约束,也即将P2中任务i所在的行元素置为0;

Step 4:重复Step 1~Step 3直至两条拆卸线上的所有作业都完成分配;

Step 5:重复Step 1~Step 4直至所有Pop_num个种群个体都完成初始化;

输出:初始种群Pop;

其中,pop_num为种群个体的编号,Pop_num个种群个体总数。

5.根据权利要求1所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:步骤(3)中,针对数量为S1的种群个体通过最优嵌入操作产生邻域个体,针对数量为S2的种群个体通过最优交换操作产生邻域个体,S1+S2=Pop_num。

6.根据权利要求5所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:S1=S2。

7.根据权利要求1所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:步骤(4)中,种群更新过程如下:若Pareto较优解数量大于种群数量,则对筛选出的Pareto较优解计算拥挤距离,然后根据拥挤距离从大到小排序,选择种群数量的Pareto较优解组成新一代的种群;如若筛选出的Pareto较优解数量小于种群数量,则从筛选之后的剩余混合群体中随机挑选一定数量的种群个体与筛选出的Pareto较优解组成新一代的种群。

8.根据权利要求7所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:拥挤距离的计算公式如下:式中,CDa表示Pareto较优个体a的拥挤距离,U为优化目标的个数,XPop_num和X1分别表示第u个子目标的函数值取得最大值和最小值的个体,这两个个体的拥挤距离定义为无穷大,fu(Xa+1)和fu(Xa-1)分别为个体a的两个相邻个体a+1和a-1的第u个子目标的函数值。

9.根据权利要求1所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:步骤(5)中每个种群个体的模拟退火操作过程如下:Step 1:对当前种群个体Xc通过交换操作产生一个新解Xn;

Step 2:若Xn支配Xc或者Xn与Xc互不支配,则Xc=Xn;若Xc支配Xn,则进入Step 3;

Step 3:随机产生一个区间(0,1)内的随机数rand,若P>rand,则Xc=Xn,否则放弃新解Xn;

其中,P为接受概率。

10.根据权利要求9所述的用于拆卸废旧产品的并行不完全拆卸线的设置方法,其特征在于:其中,U为优化目标的个数,U=4;u∈{1,2,3,4},fu(Xc)为当前解Xc第u个目标函数值,fu(Xn)为扰动产生的新解Xn对应的第u个目标函数值,T为当前迭代下的温度。