恭喜南京航空航天大學謝乃明獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜南京航空航天大學申請的專利一種考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度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:CN119273088B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-23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:202411412519.0,技術領域涉及:G06Q10/0631;該發明授權一種考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度方法是由謝乃明;徐惠芬;蘇本濤設計研發完成,并于2024-10-11向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度方法。該方法針對多品種、小批量的火箭貯箱裝配任務,綜合考慮工人的技能約束、技能熟練度以及工人組合的協作效率對調度優化的影響,構建了以最小化完工時間為目標的不相關并行機調度模型。通過求解調度優化模型,得到最優調度方案,確保任務、工作中心和工人之間的合理匹配,提升工作中心的利用率和工人的協作效率,從而有效縮短裝配任務的完工時間。在滿足各項約束條件的前提下,將最優調度方案應用于火箭貯箱裝配工序,以提高裝配效率。
本發明授權一種考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度方法在權利要求書中公布了:1.一種考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度方法,其特征在于,具體包括以下步驟:S1、針對多品種、小批量的火箭貯箱裝配任務,進行詳細的任務分析,識別每項任務的加工時間及其對工人組合的具體要求;S2、記錄每位工人的技能集和熟練度數據;所述技能集為每位工人能夠執行的具體任務,所述熟練度數據為每位工人完成這些任務的技能熟練度;S3、綜合考慮工人的技能約束、技能熟練度以及工人組合的協作效率對調度優化的影響,構建一個以最小化完工時間為目標的,考慮可變資源的火箭貯箱裝配工序不相關并行機調度模型;所述技能約束即為工人能夠執行的具體任務;所述調度模型用三字段表示法表示,具體為: 其中,Rm表示機器環境為不相關并行機環境;mi∈aTxCi表示所有任務的最大結束加工時間,用以評價優化目標;為約束條件;上述約束條件中,i、j分別表示任務和工人;fij表示工人j對任務i的熟練系數,sij為參數,用以評價工人j能否勝任任務i;W為工人集合,αij為決策變量,用以評價任務i是否分給了工人j;ri為任務i的工人人數上界;li為任務i的工人人數下界;調度模型的優化目標為: 其中,為調度模型的目標函數,Ci為任務i結束加工時間,T為任務集合,以i為索引表示單個任務;所述優化目標即為最小化所有任務的最大結束加工時間;調度模型的約束條件具體包括:123456789101112131415上述約束條件的式子中,任務集合T={1,2,…,nt},由索引i或i'表示單個任務,工作中心集合M={1,2,…,nm},由索引k表示單個工作中心,工人集合W={1,2,…,nw},由索引j表示單個工人;nt、nm、nw分別為任務、工作中心和工人的數量;約束條件1確保每個操作只在一個工作中心完成,βik為0-1決策變量,如果任務i在工作中心k上完成,那么βik=1,否則為0;約束條件2確保工人只有在勝任任務的情況下才會被分配到該任務,αij為0-1決策變量,如果任務i分配給工人j完成,那么αij=1,否則為0;sij為參數,sij=1表示工人j能勝任任務i,否則為0;約束條件3、4確保分配給任務的工人人數在相應的區間內,其中,ri為任務i的工人人數上界;li為任務i的工人人數下界;約束條件5確保每位工人至少分配到一項任務;約束條件6至8確保每項任務的完成時間合理;其中,ui表示完成任務i的工人數的倒數;fij表示工人j對任務i的熟練系數,其取值區間為0.5至1.5,取值為1表示工人可按照標準時間完成任務,熟練度越高,熟練系數fij取值越低;vi表示完成任務i的工人的平均熟練系數;Si表示任務i的開始加工時間;pik表示任務i在工作中心k的標準加工時間;任務i的實際協作處理時間由工作中心的標準加工時間pik和完成任務的工人組合的平均熟練系數vi共同決定;約束條件9規定同一工作中心完成在前一項任務之前,不能開始下一項任務,以確保工作中心在同一時間只能處理一項任務;其中,Si'表示任務i'的開始加工時間;N表示一個充分大正數;xii'k為0-1決策變量;如果任務i和任務i'相鄰且在工作中心k上完成,并且任務i先于任務i',那么xii'k=1,否則為0;約束條件10規定同一名工人在完成前一項任務之前,不能開始下一項任務,以確保工人在同一時間只能執行一項任務;其中,yii'k為0-1決策變量,如果任務i和任務i'相鄰由工人j相繼完成,并且任務i先于任務i',那么yii'k=1,否則為0;約束條件11至15確保決策變量在可行范圍內;S4、對步驟S3構建的調度模型進行求解,得到最優調度方案,并將所述調度方案應用于火箭貯箱裝配工序,提高裝配效率;具體為:采用Gurobi求解器對小規模調度進行優化求解,采用混合粒子群優化算法對大規模調度進行優化求解;所述混合粒子群優化算法具體包括以下步驟:P1、初始化參數,并采用三維編碼方案初始化種群;P2、計算種群內粒子的適應度;P3、更新個體歷史最優位置和全局最優位置;P4、執行遺傳算子更新粒子位置;P5、判斷是否滿足迭代停止條件,如果是則輸出最優調度方案,否則返回P2。
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