(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211301557.X (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 王磊　任基泽　李宪　则坤睿　 王薇　 (74)专利代理 机构 北京卓特专利代理事务所 (普通合伙) 11572 专利代理师 田冰 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 一种基于订单管理和滚动优化排产的车间 综合调度系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于订单管理和滚动优 化排产的车间综合调度系统， 其技术方案为： 1、 订单管理系统实时收集新订单并整理全部订单； 2、 基于层析分析法对订单管理系统中的订单进 行优先级评价； 3、 根据订单优先级进行排序； 4、 确定优化窗口长度， 排产优化系统周期性从窗口 获取订单并基于遗传算法求得最优调度解； 5、 显 示待优化订单的最优调度方案并绘制甘特图； 6、 更新订单管理系统， 重复步骤2 ‑5。 本发明采用订 单管理系统与排产优化系统， 将一个中大规模的 排产问题简化为一个优化窗口内的小规模排产 问题， 实现了动态因素影 响与静态调度规划的分 离， 降低了问题的复杂性， 提高了算法求解的效 率， 实现了最优解的快速收敛。 权利要求书2页 说明书9页 附图8页 CN 115471133 A 2022.12.13 CN 115471133 A 1.一种基于订单管理和排产优化两阶段调度的车间综合调度方法， 其特征在于， 订单 管理阶段包括下列步骤1至步骤3以及步骤6， 排产优化阶段包括步骤4与步骤5； 所述方法包 括： 步骤1、 获取待处 理的订单； 步骤2、 对待处 理的所有订单进行优先级评价； 步骤3、 根据订单优先级对 全部订单进行排序； 步骤4、 确定优化窗口长度， 从优化窗口获取同优化窗口长度对应数量的多个订单并基 于遗传算法求得对所述多个订单调度处 理的最优调度方案； 步骤5、 以甘特图的形式显示所述多个订单的最优调度方案； 步骤6、 获取待处 理的订单， 返回步骤2； 其中所述订单管理阶段独立于所述排产优化阶段， 所述订单管理阶段获取新的订单不 会打断所述 排产优化阶段的执 行。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤2对订单进行优先级评价包括两 部分： 对新 订单进行打 分以及对原有订单进行分数修 正； 其中用于优先级评价的评价指标包括： 订单交货时间T、 物料成本C、 订单收益P和/或客 户资质Q， 其中， 订单交货时间T指当前日期距离交货日期的长度， 物料成本C包括原材料成 本和/或机器折旧成本， 订单收益P 指完成订单 所获利润， 客户资质Q指客户的信誉水平； 其中用于优先级评价的评价指标被离 散化处理； 其中用于优先级评价的评价指标 各自具有用于 评分的权 重； ωT、 ωC、 ωP、 ωQ 用SC， SP， SQ分别表示物料成本C、 订单收益P、 客户资质Q对应的离散化分数， 则新订单 的得分表示为： Score＝SC*ωC+SP*ωP+SQ*ωQ‑T*ωT； 其中ωT、 ωC、 ωP、 ωQ分别为订单交货 时间T、 物料成本 C、 订单收益P和客户资质Q的权 重， Score为 订单的评分； 对原有订单的分数进行修正公式为New_Score＝Score +ΔT*ωT， 其中ΔT为收到订单开 始到当前的时间， New_Score为 订单的分数修 正后的评分。 3.根据权利要求1所述的方法其特征在于， 所述步骤3根据订单优先级对全部订单进行 排序， 得分越高表示订单优先级或紧急程度越高， 将订单按得分从高到低的顺序添加到优 先调度窗口； 响应于发生插单事 件， 插单事 件所提供的订单 具有最高得分。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述优化窗口长度的确定可以根据订单规 模实时调整， 从优化窗口长度获取订单并进 行调度优化的频率可以根据订单状态的不同实 时调整。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 当没有插单订单出现时， 每隔指定时间间隔从优化窗口获取一批待调度订单； 响应于 存在插单事件， ， 当完成当前一批订单的调度后， 立即从优化窗口获取包括所述插单事件对 应的订单的一批订单并进行调度。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤4基于遗传算法求得对所述多个 订单调度处 理的最优调度方案包括： 步骤4.1、 参数初始化： 包括种群规模S取10～50、 交叉概率Pc取0.4～0.99、 变异概率Pm 取0.001～0.1、 终止条件gen 为迭代10～5 0次；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115471133 A 2步骤4.2、 确定染色体编码方式， 生成初始种群： 采用整数编码的形式， 对于n个工件， 每 个工件包含mi(i＝1,2, …,n)道工序,则设编码长度为 并且用1,2, …， L个整数 的序列来表示 一个染色体的个 体； 步骤4.3： 生成调度 方案并评价个体的适应度值： 采用最大完工时间作为个体的适应度 函数， 依次遍历种群中的每个染色体个体， 在调度方案生成的过程中考虑工件的工序先后 约束、 机器加工唯一性约束、 工序加工连续性约束， 同时记录每个个体的最大完工时间与调 度结果； 步骤4.4： 进行选择， 交叉， 变异操作： 选择操作使用轮盘赌选择法， 采用 “优留劣改 ”的 方式， 将适应度大的个体淘汰， 进行交叉、 变异操作， 适应度小的个体予以保留； 交叉、 变异 采取无性的形式进 行； 对于交叉操作， 在父代染色体上随机选取两段长度为C， 的基因段， 其 中L/2>C>1， 然后交换这两段基因段； 对于变异操作， 在父代染色体上随机选取两个基因点， 将这两个 基因点进行交换； 步骤4.5： 终止循环： 重复步骤4.3与4.4， 当迭代次数达 到最大时终止循环； 所述方法还 包括根据所述 最优调度方法对订单对应的工件进行生产。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述步骤4每进行一 次迭代， 将该代每个个 体适应度值中最小的数值以及对应的调度方案记录下来， 当终止循环后， 所记录的具有最 小适应度值的个 体及其对应的调度方案是 所述最优调度结果。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤6在进行完一个窗口内的调度优 化后， 用新收到的订单和/或插 单事件的订单更新待处理的订单， 对待处理的订单得分进 行 修正， 重复步骤2 ‑5， 直至没有 待处理订单。 9.根据权利要求1 ‑8之一所述的方法， 其特 征在于， 响应于出现插单事 件， 获取所述插单事 件对应的订单； 等待所述排产优化阶段执行完成， 在接下来的订单管理阶段的步骤6中将所述插单事 件对应的订单作为待处 理的订单之一； 所述等待所述排产优化阶段执行完成还包括等待根据所述排产优化阶段生成的最优 调度方案对工件的生产完成。 10.一种信息处理设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的 程序， 其特 征在于， 所述处 理器执行所述程序时实现根据权利要求1 ‑9之一所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115471133 A 3