本技術(shù)涉及并行機調(diào)度，具體涉及一種帶柔性邊界約束的資源受限并行機交互式兩級調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、資源受限并行機調(diào)度(resource-constrained?parallel?machine?scheduling,rcpms)問題是傳統(tǒng)并行機調(diào)度(parallel?machine?scheduling,pms)問題的更現(xiàn)實化擴展，其不僅要考慮并行機器的可用性，還要考慮機器加工時諸如模具、刀具、工裝等一類或多類附加資源的有限性，即需要同時將并行機器和有限附加資源以最優(yōu)化成組形式分配給最佳的任務(wù)，因而具有比傳統(tǒng)pms問題更高的復(fù)雜度，已被證明為np完全問題。

2、rcpms存在于許多現(xiàn)實制造場景中，如以模具作為附加資源的注塑、發(fā)泡和鈑金成型中，涉及家電、半導(dǎo)體和機械加工等眾多行業(yè)，且隨著經(jīng)濟全球化，多品種、小批量生產(chǎn)已成為一種重要的生產(chǎn)方式，在這些企業(yè)生產(chǎn)制造過程中，計劃員往往需要結(jié)合自身經(jīng)驗，考慮各類柔性約束，如資源可用數(shù)量、機器資格限制等，以確保生產(chǎn)過程的可實施性和生產(chǎn)效率，由于約束眾多，計劃員往往會借助現(xiàn)有算法技術(shù)輔助調(diào)度工作。

3、在解決方法上，大多數(shù)研究者采用各種精巧的智能算法或數(shù)學(xué)規(guī)劃類方法求解rcpms問題，且以智能算法為主。但隨著制造場景日益復(fù)雜，關(guān)注更多具體現(xiàn)實調(diào)度需求的rcpms問題也逐漸成為研究熱點，如約束值或邊界可變的調(diào)度場景，即柔性約束。約束在本質(zhì)上是用于劃定決策變量可行域的邊界，其設(shè)置的松緊程度關(guān)系到問題的求解效率，以及能否覆蓋目標(biāo)解空間。設(shè)置柔性約束是為了適應(yīng)動態(tài)多變的輸入數(shù)據(jù)、劃定合理的可行域邊界，以提高求解效率和覆蓋目標(biāo)解空間的概率，并且能很大程度地滿足決策者對相應(yīng)指標(biāo)的底線需求?，F(xiàn)有rcpms問題求解方法難以解決柔性約束參數(shù)的設(shè)置困難，而如果將柔性約束作為優(yōu)化目標(biāo)作多目標(biāo)優(yōu)化，則可能會因為可行域邊界過大，導(dǎo)致搜索空間過大，搜索效率較低，且難以針對性地滿足決策者對某些指標(biāo)的底線要求。

4、約束滿足問題(csp)是人工智能中的一個經(jīng)典問題，它涉及到一組需要滿足特定約束條件的變量。這些問題在調(diào)度、優(yōu)化、和許多其他領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在csp中，目標(biāo)是找到一個變量賦值的組合，使得所有的約束都得到滿足。特別地，在rcpms問題中，csp的概念被用來解決如何在有限資源下有效地安排多個項目或任務(wù)的挑戰(zhàn)。這些問題在制造業(yè)、建筑業(yè)和項目管理中尤為關(guān)鍵，它們要求在滿足資源限制和時間要求的同時，優(yōu)化成本和時間效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例公開了一種帶柔性邊界約束的資源受限并行機交互式兩級調(diào)度方法，能夠?qū)崿F(xiàn)合理與高效并存的邊界約束資源兩級調(diào)度目標(biāo)。

2、本技術(shù)實施例公開一種帶柔性邊界約束的資源受限并行機交互式兩級調(diào)度方法，所述方法包括：

3、獲取邊界約束參數(shù)；

4、根據(jù)所述邊界約束參數(shù)計算出初始解向量集；

5、根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量集中包含的初始解向量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)。

6、作為一種可選的實施方式，在所述獲取邊界約束參數(shù)之前，所述方法還包括：

7、獲取訂單數(shù)據(jù)；

8、對所述訂單數(shù)據(jù)進行特征提取，得到訂單數(shù)據(jù)特征；

9、根據(jù)所述訂單數(shù)據(jù)特征設(shè)置邊界約束參數(shù)。

10、作為一種可選的實施方式，在所述獲取邊界約束參數(shù)之后，所述方法還包括：

11、根據(jù)所述邊界約束參數(shù)，生成對應(yīng)的約束條件；所述約束條件包括箱體模具可用數(shù)量限制約束、門體模具班次產(chǎn)能限制約束、互斥產(chǎn)品型號總裝配階段不同時排產(chǎn)約束、同時在發(fā)泡的箱體模具種類數(shù)量約束、表示國內(nèi)與國外周期交付排產(chǎn)量允差限制、各產(chǎn)品需求排產(chǎn)完成率限制以及產(chǎn)能利用率約束；

12、所述根據(jù)所述邊界約束參數(shù)計算出初始解向量集，包括：

13、根據(jù)所述邊界約束參數(shù)對應(yīng)的約束條件，計算出初始解向量集。

14、作為一種可選的實施方式，所述根據(jù)所述邊界約束參數(shù)計算出初始解向量集，包括：

15、根據(jù)所述邊界約束參數(shù)計算出多個可行解向量；

16、對所述多個可行解向量進行篩選，得到所述初始解向量集。

17、作為一種可選的實施方式，所述對所述多個可行解向量進行篩選，得到所述初始解向量集，包括：

18、將所述多個可行解代入預(yù)設(shè)的目標(biāo)函數(shù)進行計算，得到所述多個可行解分別對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值；

19、根據(jù)所述多個可行解分別對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，篩選出初始解向量。

20、作為一種可選的實施方式，在所述根據(jù)所述邊界約束參數(shù)計算出初始解向量集之后，所述方法還包括：

21、判斷所述初始解向量集是否包含至少一個初始解向量；

22、所述根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量集中包含的初始解向量進行優(yōu)化，得到目標(biāo)解向量，包括：

23、若確定所述初始解向量集中包含至少一個初始解向量，則根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量集中包含的初始解向量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)。

24、作為一種可選的實施方式，所述根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量集中包含的初始解向量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)，包括：

25、根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量對應(yīng)的配置參數(shù)進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的配置參數(shù)；

26、根據(jù)所述優(yōu)化后的配置參數(shù)以及所述優(yōu)化后的配置參數(shù)對應(yīng)的初始解向量，得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)。

27、作為一種可選的實施方式，所述根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量對應(yīng)的配置參數(shù)進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的配置參數(shù)，包括：

28、計算各個初始解向量對應(yīng)的過程參數(shù)；所述過程參數(shù)用于描述所述資源生產(chǎn)過程中的復(fù)雜度；

29、將各個所述初始解向量對應(yīng)的過程參數(shù)進行比較，并選擇所述過程參數(shù)最小的初始解向量對應(yīng)的配置參數(shù)，作為優(yōu)化后的配置參數(shù)。

30、作為一種可選的實施方式，所述方法還包括：

31、以箱體模具的班次排產(chǎn)個數(shù)定義為產(chǎn)能基數(shù)，并基于發(fā)泡機器的數(shù)量構(gòu)建cp模型的決策變量，以產(chǎn)能基數(shù)計算班次產(chǎn)能的計算方式為：powei＝cdnum×tmi。

32、作為一種可選的實施方式，所述方法還包括：

33、利用cp?optimizer中高效的element(expri,exprj,arry)函數(shù)建立決策變量salesfij，fridgeij，mouldij之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，expri與exprj均是單個決策變量，arry是一個數(shù)組，數(shù)組的索引與exprj的取值范圍對應(yīng)，eleme(expri,exprj,arry)的作用是建立約束：expri的取值等于arry中索引為exprj的值。

34、與相關(guān)技術(shù)相比，本技術(shù)實施例具有以下有益效果：

35、本技術(shù)實施例提供了一種帶柔性邊界約束的資源受限并行機交互式兩級調(diào)度方法，獲取邊界約束參數(shù)，根據(jù)邊界約束參數(shù)計算出初始解向量集，根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對所述初始解向量集中包含的初始解向量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)。實施本技術(shù)實施例，根據(jù)獲取到的邊界約束參數(shù)計算出初始解向量集，能過在初始解向量集中優(yōu)化出目標(biāo)解向量，縮小了搜索目標(biāo)解向量的搜索空間，提高了邊界約束資源兩級調(diào)度問題求解的效率，根據(jù)雙鄰域串行搜索策略對初始解向量集中包含的初始解向量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)，能夠通過雙鄰域串行搜索策略，可進一步優(yōu)化初始解向量集，從而得到最優(yōu)柔性約束參數(shù)組合和最優(yōu)約束邊界參數(shù)，既能有效提高該生產(chǎn)方案實施的生產(chǎn)效率，也能保證生產(chǎn)的合理性，平衡了各種生產(chǎn)約束和資源分配，能夠提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)合理與高效并存的邊界約束資源兩級調(diào)度目標(biāo)。