本發(fā)明涉及優(yōu)化算法及智能制造，尤其涉及一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展，pcb生產(chǎn)線也就是表面安裝技術(shù)(smt)裝配線的負(fù)載均衡問題愈發(fā)受到關(guān)注?，F(xiàn)代smt裝配線通常由多臺(tái)設(shè)備協(xié)同工作，確保產(chǎn)線高效運(yùn)行。然而，由于各設(shè)備處理能力的差異、不同任務(wù)的復(fù)雜性以及生產(chǎn)訂單的多樣性，生產(chǎn)線在實(shí)際運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)負(fù)載不均衡的問題，這不僅降低了生產(chǎn)效率，還可能導(dǎo)致部分設(shè)備的過度磨損或低效率工作。傳統(tǒng)的負(fù)載均衡方法難以應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)且復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，解決現(xiàn)有的負(fù)載均衡方法在處理生產(chǎn)線負(fù)載均衡問題時(shí)，面對(duì)高維度、多約束的負(fù)載均衡問題存在局限性，難以應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)且復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，包括步驟：第一步，獲取任務(wù)清單，根據(jù)所述任務(wù)清單，分別對(duì)生產(chǎn)線上的多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行任務(wù)初始化分配，生成多個(gè)初始分配方案；第二步，對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)估，選取適應(yīng)度最好的一個(gè)所述初始分配方案，作為初始優(yōu)化分配方案；第三步，根據(jù)所述初始優(yōu)化分配方案，對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行搜索更新，生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)搜索優(yōu)化分配方案；并從中選取適應(yīng)度最好的一個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案，與所述初始優(yōu)化分配方案進(jìn)行適應(yīng)度比較，得到搜索確定方案；第四步，根據(jù)所述搜索確定方案，對(duì)多個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案進(jìn)行進(jìn)階更新，生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)進(jìn)階優(yōu)化分配方案；并從中選取適應(yīng)度最好的一個(gè)所述進(jìn)階優(yōu)化分配方案，與所述搜索確定方案進(jìn)行適應(yīng)度比較，得到進(jìn)階確定方案；第五步，根據(jù)所述進(jìn)階確定方案，迭代執(zhí)行所述第三步和第四步，直至達(dá)到目標(biāo)迭代次數(shù)，生成目標(biāo)確定方案。

3、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述任務(wù)清單，分別對(duì)生產(chǎn)線上的多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行任務(wù)初始化分配，具體包括：將第一類元件分別隨機(jī)分配到多個(gè)第一類生產(chǎn)設(shè)備上；將第二類元件分別隨機(jī)分配到多個(gè)第二類生產(chǎn)設(shè)備上；將第三類元件分別隨機(jī)分配到多個(gè)所述第一類生產(chǎn)設(shè)備或第二類生產(chǎn)設(shè)備上。

4、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述初始優(yōu)化分配方案，對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行搜索更新，具體包括：設(shè)定搜索閾值，隨機(jī)生成一個(gè)搜索代數(shù)；若所述搜索代數(shù)大于所述搜索閾值，則對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行全局搜索更新；若所述搜索代數(shù)小于所述搜索閾值，則對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行局部搜索更新。

5、在一些實(shí)施例中，所述全局搜索更新包括：對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行全局搜索；根據(jù)所述初始優(yōu)化分配方案和全局搜索參數(shù)，調(diào)整每個(gè)所述初始分配方案中的元件的位置，并對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行更新。

6、在一些實(shí)施例中，所述局部搜索更新包括：對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行局部搜索；根據(jù)所述初始優(yōu)化分配方案和局部搜索參數(shù)，調(diào)整每個(gè)所述初始分配方案中的元件的位置，并對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行更新。

7、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述搜索確定方案，對(duì)多個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案進(jìn)行進(jìn)階更新，具體包括：根據(jù)所述初始分配方案、搜索確定方案和進(jìn)階參數(shù)，調(diào)整每個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案中的元件的移動(dòng)速度；根據(jù)所述移動(dòng)速度，調(diào)整每個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案中的元件的位置，并對(duì)多個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案進(jìn)行更新。

8、在一些實(shí)施例中，所述任務(wù)清單包括多個(gè)不同種類的加工件、每種所述加工件的數(shù)量、每種所述加工件的加工時(shí)間以及每種所述加工件的約束條件。

9、本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡裝置，包括：獲取單元，用于獲取任務(wù)清單；初始化單元，用于根據(jù)所述任務(wù)清單，分別對(duì)生產(chǎn)線上的多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行任務(wù)初始化分配，生成多個(gè)初始分配方案；初始評(píng)估單元，用于對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)估，選取適應(yīng)度最好的一個(gè)所述初始分配方案，作為初始優(yōu)化分配方案；搜索單元，用于根據(jù)所述初始優(yōu)化分配方案，對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行搜索更新，生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)搜索優(yōu)化分配方案；搜索評(píng)估單元，用于選取適應(yīng)度最好的一個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案，與所述初始優(yōu)化分配方案進(jìn)行適應(yīng)度比較，得到搜索確定方案；進(jìn)階單元，用于根據(jù)所述搜索確定方案，對(duì)多個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案進(jìn)行進(jìn)階更新，生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)進(jìn)階優(yōu)化分配方案；進(jìn)階評(píng)估單元，用于選取適應(yīng)度最好的一個(gè)所述進(jìn)階優(yōu)化分配方案，與所述搜索確定方案進(jìn)行適應(yīng)度比較，得到進(jìn)階確定方案。

10、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述方法的步驟。

11、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述方法的步驟。

12、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。該方法包括步驟：第一步，獲取任務(wù)清單，根據(jù)任務(wù)清單，分別對(duì)生產(chǎn)線上的多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行任務(wù)初始化分配，生成多個(gè)初始分配方案；第二步，對(duì)多個(gè)初始分配方案進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)估，選取適應(yīng)度最好的一個(gè)初始分配方案，作為初始優(yōu)化分配方案；第三步，根據(jù)初始優(yōu)化分配方案，對(duì)多個(gè)初始分配方案進(jìn)行搜索更新，生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)搜索優(yōu)化分配方案；并從中選取適應(yīng)度最好的一個(gè)搜索優(yōu)化分配方案，與初始優(yōu)化分配方案進(jìn)行適應(yīng)度比較，得到搜索確定方案；第四步，根據(jù)搜索確定方案，對(duì)多個(gè)搜索優(yōu)化分配方案進(jìn)行進(jìn)階更新，生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)進(jìn)階優(yōu)化分配方案；并從中選取適應(yīng)度最好的一個(gè)進(jìn)階優(yōu)化分配方案，與搜索確定方案進(jìn)行適應(yīng)度比較，得到進(jìn)階確定方案；第五步，根據(jù)進(jìn)階確定方案，迭代執(zhí)行第三步和第四步，直至達(dá)到目標(biāo)迭代次數(shù)，生成目標(biāo)確定方案。本申請通過根據(jù)任務(wù)清單，對(duì)多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行任務(wù)初始化分配，生成多個(gè)初始分配方案；并對(duì)初始分配方案進(jìn)行多次全局、局部以及進(jìn)階的更新，對(duì)初始分配方案進(jìn)行優(yōu)化，篩選出最終的目標(biāo)確定方案。通過雙向信息交換機(jī)制，本申請能夠避免陷入局部最優(yōu)，同時(shí)加速優(yōu)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)全局與局部的有效平衡。該方法能夠根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)分配，確保各生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)載均衡，在提升生產(chǎn)效率、平衡各生產(chǎn)設(shè)備的工作負(fù)載方面表現(xiàn)出顯著效果，同時(shí)具有良好的擴(kuò)展性，適用于不同規(guī)模的pcb生產(chǎn)線。

技術(shù)特征：

1.一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述根據(jù)所述任務(wù)清單，分別對(duì)生產(chǎn)線上的多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行任務(wù)初始化分配，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始優(yōu)化分配方案，對(duì)多個(gè)所述初始分配方案進(jìn)行搜索更新，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述全局搜索更新包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述局部搜索更新包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述根據(jù)所述搜索確定方案，對(duì)多個(gè)所述搜索優(yōu)化分配方案進(jìn)行進(jìn)階更新，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述任務(wù)清單包括多個(gè)不同種類的加工件、每種所述加工件的數(shù)量、每種所述加工件的加工時(shí)間以及每種所述加工件的約束條件。

8.一種生產(chǎn)線負(fù)載均衡裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N生產(chǎn)線負(fù)載均衡方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。該方法包括步驟：生成初始分配方案；選取初始優(yōu)化分配方案；搜索更新，生成搜索優(yōu)化分配方案；比較，得到搜索確定方案；進(jìn)階更新，生成進(jìn)階優(yōu)化分配方案；比較，得到進(jìn)階確定方案；迭代執(zhí)行，直至達(dá)到目標(biāo)迭代次數(shù)，生成目標(biāo)確定方案。本申請根據(jù)任務(wù)清單，對(duì)多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備生成初始分配方案；并對(duì)初始分配方案進(jìn)行多次全局、局部以及進(jìn)階的更新優(yōu)化，篩選出最終的目標(biāo)確定方案。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)全局與局部的有效平衡；能夠根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)分配，確保各生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)載均衡，在提升生產(chǎn)效率、平衡各生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)載方面具有顯著效果，且適用于不同規(guī)模的生產(chǎn)線。

技術(shù)研發(fā)人員：徐明亮,賀碩,沈奧,王華,姜曉恒,李書攀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9