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。

对柔性作业车间生产过程中预防性维护难以有效避免机器故障的发生,并且还存在各种无法预测的随机事件的问题进行了研究。为了有效应对这种情况,提出了多目标柔性作业车间鲁棒性调度与预防性维护的集成优化模型和在空闲时间进行预防性维护的策略,同时优化加工周期、机器可用性和调度方案的鲁棒性。应用多目标遗传算法NRGA对模型求解,并针对柔性作业车间调度问题的特点,采用三层编码方法。采用有效的交叉和变异操作避免产生非法解。最后通过模拟随机事件的发生进行仿真实验,结果表明提出的模型、维护策略和求解算法能够有效地提高生产效率、维护机器可用性、避免实际调度性能的恶化。

针对柔性作业车间调度问题的特点,采用基于工序和基于机器分配的两部分编码方式,在交叉变异时对两部分基因串分别进行操作。与其它优化算法的结果进行对比分析,利用该算法求解经典柔性作业车间调度问题具有有效性。