考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法与流程

本发明涉及一种考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法。
背景技术：
：调度问题会适应产品的特殊性而存在一些特殊的调度约束。工序同时结束问题的提出满足生产加工中工序的精确度而随后需同时进行的匹配检测，设备批处理问题是可同时加工多个工序。目前仅有只考虑工序同时结束约束或批处理设备的单一目标的综合调度问题；同时考虑设备批处理问题与特殊工序的同时结束，使综合调度问题的复杂度进一步加大，导致时间成本的增加。技术实现要素：本发明的目的是为了解决目前工序同时结束综合调度方法只考虑产品在普通设备上加工这一单目标，导致产品生产成本过高的问题，提供一种考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法。考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，采用正逆序相结合的分段虚拟模块优化模型，针对同时结束约束问题将产品以约束工序为界分为约束前续工序及后续工序，进而采用虚拟模块逆序紧密调度进行处理。针对设备批处理问题中是否等待批处理进行判断，采用等待批处理判断策略分情况对可批工序进行组合而得出的最佳处理条件。根据权利要求1所述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，所述的调度方法的具体实施步骤如下：(1)用双亲孩子表示法存储初始时的产品的工艺树，更有效地查找到工序的紧前和紧后工序。用双亲孩子表示法构造多重链表，n个节点根据树型结构形成n个紧前紧后链表。用lista表示紧前紧后链表。listb用来存储工序节点的基本信息。listc表示已确定顺序的工序。设工艺树中工序节点及其相关属性表示为p：p/m/t/g/r，其中p为工序编号；mk为工序加工设备，当mk＝0是为普通设备，mk＝1是为批处理设备；t为工序加工时长；g＝0表示工序为标准工序，g＝1表示为约束工序；r为根据加工时间在工艺树中根节点到该工序的路径长度。(2)工序节点排序模块，首先深度遍历加工树根据工序属性确定约束工序集；其次，前、后续工序集中的标准工序依次采用层优先策略、动态关键路径策略确定顺序，针对可批工序需采用等待批处理判断策略判断工序是否等待进行并行加工；最后约束工序部分采用虚拟模块逆序紧密调度确定调度顺序，并将确定好的工序依次存入表listc中。(3)工序确定开始加工时间模块，因产品中包含同时结束特殊约束，所以针对工序开始时间要确定满足此约束问题，对其采用分段工序调整策略和首次适应调度策略进行处理。根据权利要求1所述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，所述的综合调度的方法包括如下步骤：步骤1建立工艺树，计算节点路径长度r并输入产品工序节点信息；步骤2将工艺树以深度遍历规则确定工序集；具体步骤：通过深度遍历得到listb，在表listb中依次查找g＝1的所有工序，确定约束工序及其个数。通过查找到的约束工序，在lista中依次查找其紧前与紧后工序，分别确定为约束工序的前道工序集q1，约束工序集q2，约束工序的后续工序集q3；步骤3在表lista中确定可调度工序集与待调度工序集；步骤4可调度工序集中优先确定可批工序的调度顺序，采用批处理判断及并行最优处理策略组合比较可调度工序集和待调度工序集中其他可批工序选取最优工序进行批处理；具体步骤：在可调度工序集查找mk＝1的工序，比较其他mk＝1的工序进行组合，若设备处理量与满足可批的工序数不一致，根据并行最优处理策略进行选择，加入表listc中；步骤5采用层优先策略、动态关键路径策略选择可调度工序集中的标准工序，加入表listc中；步骤6根据虚拟模块逆序调度策略对约束工序进行顺序确定；具体步骤：虚拟成独立的一颗树，同样用孩子表示法对其进行存储，此时在lista遍历约束工序的紧后节点比较选取路径长的工序作为虚拟根节点，采用逆序紧密方式调度整个模块，将顺序集依次入栈出栈，得出确定顺序后的正序的q2约束工序集，并依次加人表listc中；步骤7在lista中确定q3约束工序的后续工序集的顺序，跳转步骤3，直到为紧后工序为空，将确定好的顺序加入表listc中；步骤8采用分段工序调整策略进行确定工序的开始加工时间；具体步骤；根据上文得出的listc中依次采用首次适应调度算法确定非约束工序的开始加工时间，当遍历到当前g＝1的工序时，比较各设备当前的最长完成时间，根据工序用时计算同时结束时间点后依次调整其他约束工序的开始加工时间，最后得出甘特图。所述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，优先处理可调度集中可批工序，为可批处理工序时，在可调度工序集和待调度集中查找其他的可批工序，根据等待批处理判断以及并行最优处理策略进行顺序确定。所述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，依次调度前续、约束工序以及后续工序集，采用虚拟模块逆序紧密调度策略确定约束工序集的调度顺序。所述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，所述的工序开始时间确定模块，采用分段工序调整策略与首次适应调度算法相结合的方式确定其开始加工时间。有益效果：1.本发明同时考虑了综合调度中的工序同时结束和批处理设备因素：以往综合调度方法只有单一约束问题。本发明采用虚拟模块逆序调度策略以及等待批处理判断策略优化加工顺序；应用分段工序调整策略优化加工时间。以上策略使得本发明可以解决考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度问题。2.本发明首次在综合调度中引入批处理组合判断和虚拟模块：批处理组合判断能够选择出更准确的可批工序，减少产品加工时间，使得调度结果具有更加优秀；虚拟模块能够解决工序同时结束约束问题，减少正序调度引起的多次调整。附图说明：附图1是本发明的结构示意图。附图2是附图1中批处理组合判断流程图。附图3是附图1中工序排序流程图。附图4是附图1中确定时间流程图。附图5是本发明的加工任务图示例。附图6是本发明的对比任务图示例。附图7是本发明针对附图5所示任务图示例的调度结果甘特图。附图8是现有技术对附图5所示任务图示例的调度结果甘特图。附图9是本发明针对附图6所示任务图示例的调度结果甘特图。附图10是现有技术对附图6所示任务图示例的调度结果甘特图。具体实施方式：实施例1：一种考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，该方法包括如下步骤：采用正逆序相结合的分段虚拟模块优化模型，针对同时结束的约束问题将产品以约束工序为界分为约束前续工序和后续工序三部分，进而采用虚拟模块逆序紧密调度进行处理。针对设备批处理问题中是否等待批处理进行判断，采用等待批处理判断策略分情况对可批工序进行组合而得出的最佳处理条件。所述的进行综合调度的方法主要包括如下步骤：①用双亲孩子表示法存储初始时的产品的工艺树，更有效地查找到工序的紧前和紧后工序。用双亲孩子表示法构造多重链表，n个节点根据树型结构形成n个紧前紧后链表。用lista表示紧前紧后链表。listb用来存储工序节点的基本信息。listc表示已确定顺序的工序。设工艺树中工序节点及其相关属性表示为p：p/m/t/g/r，其中p为工序编号；mk为工序加工设备，当mk＝0是为普通设备，mk＝1是为批处理设备；t为工序加工时长；g＝0表示工序为标准工序，g＝1表示为约束工序；r为根据加工时间在工艺树中根节点到该工序的路径长度。②工序节点排序模块，首先深度遍历加工树根据工序属性确定约束工序集；其次，前、后续工序集中的标准工序依次采用层优先策略、动态关键路径策略确定顺序，针对可批工序需采用等待批处理判断策略判断工序是否等待进行并行加工；最后约束工序部分采用虚拟模块逆序紧密调度确定调度顺序，并将确定好的工序依次存入表listc中。③工序确定开始加工时间模块，因产品中包含同时结束特殊约束，所以针对工序开始时间要确定满足此约束问题，对其采用分段工序调整策略和首次适应调度策略进行处理。实施例2：考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，所述的调度方法具体实施步骤如下：步骤1建立工艺树，计算节点路径长度r并输入产品工序节点信息；步骤2将工艺树以深度遍历规则确定工序集；具体步骤：通过深度遍历得到listb，在表listb中依次查找g＝1的所有工序，确定约束工序及其个数。通过查找到的约束工序，在lista中依次查找其紧前与紧后工序，分别确定为约束工序的前道工序集q1，约束工序集q2，约束工序的后续工序集q3；步骤3在表lista中确定可调度工序集与待调度工序集；步骤4可调度工序集中优先确定可批工序的调度顺序，采用批处理判断及并行最优处理策略组合比较可调度工序集和待调度工序集中其他可批工序选取最优工序进行批处理；具体步骤：在可调度工序集查找mk＝1的工序，比较其他mk＝1的工序进行组合，若设备处理量与满足可批的工序数不一致，根据并行最优处理策略进行选择，加入表listc中；步骤5采用层优先策略、动态关键路径策略选择可调度工序集中的标准工序，加入表listc中；步骤6根据虚拟模块逆序调度策略对约束工序进行顺序确定；具体步骤：虚拟成独立的一颗树，同样用孩子表示法对其进行存储，此时在lista遍历约束工序的紧后节点比较选取路径长的工序作为虚拟根节点，采用逆序紧密方式调度整个模块，将顺序集依次入栈出栈，得出确定顺序后的正序的q2约束工序集，并依次加人表listc中；步骤7在lista中确定q3约束工序的后续工序集的顺序，跳转步骤3，直到为紧后工序为空，将确定好的顺序加入表listc中；步骤8采用分段工序调整策略进行确定工序的开始加工时间；具体步骤；根据上文得出的listc中依次采用首次适应调度算法确定非约束工序的开始加工时间，当遍历到当前g＝1的工序时，比较各设备当前的最长完成时间，根据工序用时计算同时结束时间点后依次调整其他约束工序的开始加工时间，最后得出甘特图。实施例3：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，优先处理可调度集中可批工序，为可批处理工序时，在可调度工序集和待调度集中查找其他的可批工序，根据等待批处理判断以及并行最优处理策略进行顺序确定。上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，依次调度前续、约束工序以及后续工序集，采用虚拟模块逆序紧密调度策略确定约束工序集的调度顺序。上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，所述的工序开始时间确定模块，采用分段工序调整策略与首次适应调度算法相结合的方式确定其开始加工时间。实施例4：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，工序信息初始化处理模块：用双亲孩子表示法存储初始时的产品的工艺树，更有效地查找到工序的紧前和紧后工序。用双亲孩子表示法构造多重链表，n个节点根据树型结构形成n个紧前紧后链表。用lista表示紧前紧后链表。listb用来存储工序节点的基本信息。listc表示已确定顺序的工序；设工艺树中工序节点及其相关属性表示为p：p/m/t/g/r，其中p为工序编号；mk为工序加工设备，当mk＝0是为普通设备，mk＝1是为批处理设备；t为工序加工时长；g＝0表示工序为标准工序，g＝1表示为约束工序；r为根据加工时间在工艺树中根节点到该工序的路径长度。实施例5：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，工序排序处理模块：首先深度遍历加工树根据工序属性确定约束工序集；其次，前、后续工序集中的标准工序依次采用层优先策略、动态关键路径策略确定顺序，针对可批工序需采用等待批处理判断策略和并行最优处理策略判断工序是否等待进行并行加工；最后约束工序部分采用虚拟模块逆序紧密调度确定调度顺序，并将确定好的工序依次存入表listc中。实施例6：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，确定开始加工时间模块：工序确定开始加工时间模块，因产品中包含同时结束特殊约束，所以针对工序开始时间要确定满足此约束问题，对其采用分段工序调整策略(流程图如附图4)进行处理。首先，根据确定好顺序的顺序表中依次采用首次适应调度算法确定非约束工序的开始加工时间，当遍历到当前g＝1的工序时，比较各设备当前的最长完成时间，根据工序用时计算同时结束时间点后依次调整其他约束工序的开始加工时间。实施例7：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，本技术主要针对加工工艺图具有树形结构的复杂产品的综合调度任务，通常采用加工工艺树图来表示，调度目标是在满足约束条件的情况下为工序在甘特图中确定位置。如附图5所示，每个工序节点表示工序节点的编号；每个斜杠分隔的数据分别是该节点在不同设备上加工的数据。加工工艺树图能够清晰明了地表示加工任务节点之间的关系；整个任务图由根节点和根节点的子孙节点构成。在综合调度中，加工树边的指向意义：被指向节点是出发节点的紧后工序，也叫父节点工序；反之可以认为出发节点是被指向节点的紧前工序，也叫孩子节点。实施例8：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，如附图5所示，利用本文方法以可批处理量等于2为例进行处理，将图5的产品节点进行方法中提出的遍历得出：约束工序的前道工序集q1、约束工序、约束工序的后续工序集q3。对约束工序的前道工序q1{4,8,5,9,10,12,13,11,7}按照所提出的策略进行调度分配得出顺序结果11,7,4,13,8,12,5,10,9。其中确定顺序过程中，优先对可调度工序集中的可批工序进行批处理判断，首先可调度工序集中工序p11与其他可调度工序和待调度工序中的可批工序进行比较判断，经判断优选可调度工序p7进行批量调度，q1集合的调度过程表如表1所示，同理通过等待批处理判断，p10等待工序p5；表1工序集q1调度过程表可调度工序集已调度工序待调度工序04,5,8,9,10,12,13,75,1014,8,9,12,1311,75,1024,8,9,12,1311,7,45,1038,9,12,1311,7,4,135,1048,9,1211,7,4,13,85,1059,12,511,7,4,13,8,121069,5,1011,7,4,13,8,127911,7,4,13,8,12,5,10811,7,4,13,8,12,5,10,9在处理约束工序{2,6}时需要先对其进行虚拟模块化处理选择用时长的紧后工序1作为虚拟模块的根节点，形成特殊工序虚拟模块，再对虚拟模块进行逆序紧密调度生成顺序6,2；处理约束工序的后续工序集q3{0,1,3},此时采用文中提出的策略调度剩下工序，其调度顺序为1,3,0；根据本文上述的分段工序集串行策略对这三部分进行工序顺序的整合，将处理约束工序集得出的顺序集逆序排序与q1和q3连接得出最终调度顺序为11,7,4,13,8,12,5,10,9,2,6,1,3,0。然后根据调度顺序依次遍历工序采用首次适应算法确定工序的开始加工时间，当遇到约束工序时对约束工序的开始时间进行计算调整，得出调度结果如附图7，总加工时间为150。实施例9：上述的考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度方法，实例对比：以批处理量为m＝2情况为例，若考虑到工序同时结束要求的特殊性(只有一个工序的同时结束)。对比处理单一含有批处理的方法，得出调度结果如附图8加工的总体完成时间是160；若考虑到多批处理加工的特殊性，则特殊设备的批处理量为1，说明与普通设备加工原理一样，只具备同时结束约束。采用本文所提出调度方法处理同时结束问题，按照虚拟模块逆序调度策略解决工序11、13和9的同时结束约束所得出的调度总用时为25。调度过程为：首先，对工艺树进行深度遍历并按照后续偏序关系进行前续工序、约束工序、后续工序分段，得出前续待处理工序集为{4,2,1,5,10,6,7,8,3}、待处理约束工序集{9,13,11}、后续待处理工序集{24,20,16,12,17,21,18,14,22,19,15}。其次，对前续及后续工序集采用动态关键路径和短用时确定顺序，约束工序集采用虚拟模块逆序调度策略在其紧后工序集中选取关键路径上节点工序12进行组合进而逆序排序得出调度顺序9,13,11。将确定好顺序的约束工序集用栈的特性逆序输出得出顺序，将其插入前续及后续确定好的顺序集中得{3,1,2,7,8,4,5,6,10,11,13,9,12,14,15,18,16,17,19,21,22,20,23,24}。最后，采用首次适应算法和分段工序集整合策略进行确定开始加工时间得出最终甘特图如附图9所示。对现有方法进行比较，调度甘特图如附图10所示，加工的总体时间为26。之所以本文方法效果更好。新的方法，用于加工工艺图具有树形结构特征的复杂产品考虑设备批处理的单组工序同时结束的综合调度任务。当前第1页12