针对多品种、小批量复杂产品在加工过程中忽略加工路线约束,导致调度方案中存在设备利用率低的问题,以完工时间最优为目标建立多工艺路线柔性作业车间数学模型。由于加入多约束后模型复杂度骤增,为有效求解该模型,提出一种改进原子轨道搜索算法。改进算法采用一种三层编码方式进行编码和解码;在算法初始化候选解时均匀生成全局加工路线;搜索过程中为增强局部搜索融入自体交叉;为避免陷入局部最优引入变邻域变异;迭代过程中设计了变工序数精英保留策略,扩大了搜索空间。最后,通过某内燃机车生产车间实例对模型和算法进行求解分析,验证了模型的有效性和算法的优越性及适用性。

机械加工车间能耗不仅包括机床加工过程中消耗的直接电能,还包括因消耗刀具、切削液等辅助资源产生的间接能耗。柔性作业车间中加工任务的工艺路线和加工资源可选,其调度方案灵活性强,节能潜力大。为此,研究一种综合考虑直接电能和间接能耗的柔性作业车间广义能耗调度优化模型。首先分析柔性作业车间调度直接电能和间接能耗,然后建立以车间广义能耗最低和完工时间最小为优化目标的柔性作业车间调度多目标优化模型,并基于多目标模拟退火算法对模型进行求解。最后通过案例对比分析验证了所提模型的有效性。

针对在实际生产过程中,各类工件存在多种加工工艺路线,并且工件每条加工工艺路线包含的工序总数不确定的问题,以最大完工时间最小为优化目标,建立了工件加工路线和工序加工优先级同步优化数学模型。针对同步优化问题的特点,设计了基于工序优先级的矩阵编码方式,同时为了避免产生不可行解、提高算法的优化性能,设计了多种与问题相适应的交叉与变异操作方法。通过实例仿真证明,该算法可以有效地解决多工艺路线的车间作业调度问题。