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专利号: 2019108115330
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.考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,包括以下步骤:

(1)构建以最小化工作站个数、空闲指标、危害指标和能耗指标为目标的数学模型;

(2)初始化种群,设置外部档案,通过Pareto比较初始种群的目标函数值并将Pareto较优解输出至外部档案中;

(3)采用差分随机策略与差分进化策略对种群进行更新;

(4)对更新后的种群和外部档案组成的混合种群进行Pareto比较,更新外部档案和种群;

(5)按既定次数重复步骤(3)-(4);

(6)输出外部档案中的Pareto较优解为拆卸任务分配方案。

2.如权利要求1所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:所述数学模型如下:目标函数:F=min[f1,f2,f3,f4]

f1为最小化工作站个数:

f2为最小化空闲指标:

f3为最小化危害指标:

f4为最小化能耗指标:f4=Edisi+EWS+Ed

f4中:

其中,m为组合工作站编号;M为组合工作站集合;Wm=1表示第m对组合工作站开启,否则Wm=0;k=1和k=2分别表示组合工作站的两边;CT为节拍时间;i和s为拆卸任务编号;I为拆卸任务集合;ximk表示拆卸任务i分配至第m个组合工作站的k边;ti表示拆卸任务i完成所需时间;li表示拆卸任务i分配至左侧拆卸序列第l个位置;hi=1表示拆卸任务i有危害,否则hi=0;nL表示左侧拆卸任务集合;rs表示拆卸任务s分配至右侧拆卸序列第r个位置;hs=

1表示拆卸任务s有危害,否则hs=0;nR表示右侧拆卸任务集合;Edisi为拆卸任务i完成所需能耗;ei为拆卸任务i的单位时间能耗;EWS为第m个组合工作站的待机总能耗;em为第m个组合工作站的单位时间待机能耗;Ed为回收零件所需的总能耗;ed为回收零件的单位时间能耗;di=1表示拆卸任务i被需求,否则di=0;ds=1表示拆卸任务s被需求,否则ds=0。

3.如权利要求1所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:步骤(3)中对N1数量的种群个体进行差分随机策略的更新,对N2数量的种群个体进行差分进化策略的更新,N1+N2=N,N为种群个数总数。

4.如权利要求3所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:N1中个体编号为1~(N-Nevol),N2中个体编号为(N+1-Nevol)~N,其中,Nevol=N*Pam,Pam为分组率。

5.如权利要求3所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:所述差分随机策略包括以下步骤:(1)采用以下公式获得第b个个体Pb,g发生第g+1次进化的变异向量Prand,g+1;

Prand,g+1=xr1,g+F(xr2,g-xr3,g)

其中,b∈{1,2,...,N-Nevol};F为变异算子,F在[0,2]之间取值;g为进化代数;xr1,g、xr2,g和xr3,g对应于第g代种群中三个互不相同且不同于个体Pb,g的个体;(xr2,g-xr3,g)为偏差向量;

(2)Prand,g+1与Pb,g进行交叉操作获得第g+1代的新个体Pb,g+1;

(3)对G次进化所得的所有新个体和Pb,g进行Pareto比较,将其中一个Pareto较优解替换Pb,g,即完成Pb,g的更新。

6.如权利要求3所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:所述差分进化策略包括以下步骤:(1)采用以下公式获得第b个个体Pb,g发生第g+1次进化的变异向量Pbest,g+1;

Pbest,g+1=qr1,g+F(qr2,g-qr3,g)

其中,b∈{N+1-Nevol,N+2-Nevol,...,N};F为变异算子,F在[0,2]之间取值;g为进化代数;qr1,g、qr2,g和qr3,g对应于第g代外部档案中三个互不相同且不同于个体Pb,g的个体;

(qr2,g-qr3,g)为偏差向量;

(2)按以下公式获取第g+1代的新个体Pi,g+1

其中,rand表示在[0,1]之间产生一个随机数;CR为交叉算子,取值范围[0,1];当rand>CR时,随机选择外部档案中个体qbest与Pb,g进行交叉操作获得第g+1代的新个体Pb,g+1;当rand≤CR时,将Pbest,g+1与Pb,g进行交叉操作获得第g+1代的新个体Pb,g+1;

(3)对G次进化所得的所有新个体和Pb,g进行模拟退火处理;

(4)对模拟退火后的所有新个体和Pb,g进行Pareto比较,将其中一个Pareto较优解替换Pb,g,即完成Pb,g的更新。

7.如权利要求6所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:(1)对当前种群个体Xc通过交换操作产生一个新解Xn;

(2)计算Xc与Xn的目标函数值并进行pareto比较,若Xn支配Xc或者Xn与Xc互不支配,则删除Xc而保留Xn;若Xc支配Xn,则删除Xn保留Xc。

8.如权利要求1所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:步骤(4)中外部档案更新如下:(1)当Pareto较优解个数小于等于外部档案容量时,直接将Pareto较优解输出至外部档案;(2)当Pareto较优解个数大于外部档案容量时,计算所有Pareto较优解的拥挤距离并进行排序,将拥挤距离较大的外部档案容量个数的Pareto较优解输出至外部档案。

9.如权利要求8所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:第b个个体的拥挤距离CDb的计算公式如下:式中,a∈{2,3,...,N-1},N为种群个体总数,U为子目标的个数,XN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种群个体,fu(Xa+1)和fu(Xa-1)分别为第b个种群个体的两个相邻种群个体b+1和b-1的第u个子目标的函数值。

10.如权利要求1所述的考虑工位约束及能耗的双边拆卸线设置方法,其特征在于:步骤(4)中种群更新过程如下:(1)将外部档案中的Pareto较优解进行随机不重复地编号,编号的大小≤种群个体总数;(2)将Pareto较优解与种群中对应编号的种群个体进行替换。