一種可重構裝配線多目標調度決策方法
2023-09-22 01:35:35 1
專利名稱：一種可重構裝配線多目標調度決策方法
技術領域：
本發明涉及一種多目標調度優化決策方法，屬於多目標調度與優化決策領域。
背景技術：
可重構裝配線是一種具有主動適應外界環境變化和被動響應系統內部擾動兩大功能的裝配生產線，它能夠在現有系統的基礎上通過系統構件的重構，改變系統的結構，從而調整系統的功能和裝配能力以適應產品品種的變化或市場需求量的變化。具有混流生產的可重構裝配線使多品種、變批量生產成為可能，為了有效地利用它，必須解決可重構裝配線的多模型混流裝配的多目標優化調度的決策問題，由於多目標決策問題的複雜性，其不存在通常意義下的最優解，而是一個Pareto解集。如何對數目巨大的決策方案集合做出正確的評價，為決策者提供一個最優化的決策方案具有十分重要的意義。現有文獻多目標優化調度研究僅僅是得出一個Pareto非劣解集，決策者往往要根據經驗來最後的決策，這樣的決策方法主觀偏好太多而又缺乏科學依據。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供了一種優化的生產自動化領域的可重構裝配線多目標調度決策方法。本發明的一種可重構裝配線多目標調度決策方法基於改進的層次分析法和信息熵法，綜合了主觀賦權法和客觀賦權法的優勢，提供了一種新的確定指標權重值的非線性目標規劃模型；同時針對可重構裝配線多目標調度方案優選中存在的諸多灰色信息，提供了一種基於灰關聯分析的多目標調度決策方法，並利用決策向量與正理想參考向量關聯度的貼近度作為決策方案的評判依據。本發明的解決方案是提供一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於其包括以下步驟1)構造可重構裝配線多目標調度決策的指標特徵值矩陣；2)構造可重構裝配線多目標調度決策的規範化決策矩陣X = (Xij)mxn ；3)求取所述規範化決策矩陣的理想參考向量的灰關聯繫數；4)利用熵求取所述規範化決策矩陣的客觀權重；5)利用AHP (層次分析法Analytic Hierarchy Process)求取所述規範化決策矩陣的主觀權重；6)構造非線型目標規劃模型求取步驟4)中所述客觀權重和步驟幻中所述主觀權重的組合權重；7)根據步驟6)中得到的所述組合權重和步驟3)中得到的所述灰關聯繫數求取理想參考向量關聯度；8)根據步驟7)中的所述理想參考向量關聯度和步驟2、中的所述規範化決策矩陣，求解所述規範化決策矩陣的構造向量與正理想參考向量的貼近度；9)選取步驟8)中所述貼近度最大的決策方案為最優決策方案。
其具體是採用的以下技術手段實現的(1)指標權重的確定
為了使決策者既照顧到自己的主觀偏好，同時又力爭減少賦權的主觀隨意性，做到決策的客觀真實性，達到主觀與客觀的統一，本發明提供一種方法將主觀和客觀權重相結合，得到理想的組合權重；定義1 對給定的決策矩陣X = (Xij)mxn，如果向量P = (Pl, P2,…，Pj···，Pn),滿足片=InaX(Xff)，則稱ρ為系統正理想參考向量；定義2 對給定的決策矩陣X = (Xij)mxn，如果向量Q = ( , ，…，屮，…，qn)，滿足:q] =Hiin(Xi7)，則稱q為系統負理想參考向量；假定對指標i而言組合權重的值為Wi,通過改進的層次分析法得到的主觀權重值為Ui,通過信息熵得到的客觀權重值為Vi，則對應於各不同權重向量到理想參考向量 < 的加權海明距離可分別定義為
η「 dt(w) = YjWj(Xy -P^j ) Cii(U) = YjUj(Xij-P)) <(v) = Jv/x^.-^；)
1？3=1？J=I理想的組合權重應使按組合權重和主觀權重計算的方案與理想方案的偏差與按組合權重和客觀權重計算的方案與理想方案的偏差的和最小；因此構造如下的非線性規劃模型
1
5
min f(W) = a[dt (w) - dt (u)f + β\ ι (w) - dt (v)]2
fl YYiγι γγι
= ΣΣ[ -片 )]2 +"ΣΣ[ -片)(,_、)]2
戶 1 /=1j=\ /=1
(1)
η
t Σ〒ι
J=\
O^wj <1,(1 < j<n)
式中，α決策者對主觀權重的偏好度，β為決策者對客觀權重的偏好度，α+β = 構造以下Lagrange函數
γ γγιγι γγιγι
L(w, 2) = XX [(x, - ρ) Xwj - Uj )]2 +βΣΣ [( - P) )(。-、)]2 + 2 義(Σ wJ -!)
J=I >=1J=I >=1J =I( 2 )
對式( ο)分別對W和λ求偏導數，得到
f)Trnm^J( η\
- = Yj 2a{xi} - ρ] f (Wj -Uj)+ Y 2β(χ& - ρ) f (Wj - Vj) + 22 = 0 SL = 2 Vw-I =0
dwJ -1-1I^i J
mm
令 . = ajji^ - p]f +βΣν:(χι; - p]f Dj =_
~~9Z=I
則求出理想的組合權重值為
權利要求
1.一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於其包括以下步驟1)構造可重構裝配線多目標調度決策的指標特徵值矩陣；2)構造可重構裝配線多目標調度決策的規範化決策矩陣X=(Xij)mxn ；3)求取所述規範化決策矩陣的理想參考向量的灰關聯繫數；4)利用熵求取所述規範化決策矩陣的客觀權重；5)利用AHP求取所述規範化決策矩陣的主觀權重；6)構造非線型目標規劃模型求取步驟4)中所述客觀權重和步驟5)中所述主觀權重的組合權重；7)根據步驟6)中得到的所述組合權重和步驟3)中得到的所述灰關聯繫數求取理想參考向量關聯度；8)根據步驟7)中的所述理想參考向量關聯度和步驟2)中的所述規範化決策矩陣，求解所述規範化決策矩陣的構造向量與正理想參考向量的貼近度；9)選取步驟8)中所述貼近度最大的決策方案為最優決策方案。
2.根據權利要求1所述的一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於所述步驟4)和5)中，針對指標i的所述客觀權重為Vi，主觀權重值為Ui,它們的組合權重為Wi， 其求解公式為:
3.根據權利要求2所述的一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於所述步驟6)中所述非線型目標規劃模型為
4.根據權利要求3所述的一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於所述步驟6)中的所述組合權重的求解方法是1)構造以下Lagrange函數
5.根據權利要求1所述的一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於所述步驟8)中求解所述貼近度的步驟為1)建立所述規範化決策矩陣X = (Xij)mxn的任一行向量Xj = (Xjl, xJ2,...，xjn)T與正理想參考向量P和負理想參考向量Q的關聯繫數求解函數
全文摘要
本發明公開了一種可重構裝配線多目標調度決策方法，其特徵在於其步驟包括1)構造可重構裝配線多目標調度決策的指標特徵值矩陣；2)構造可重構裝配線多目標調度決策的規範化決策矩陣；3)求取理想參考向量的灰關聯繫數；4)利用熵求取客觀權重；5)利用AHP求取主觀權重；6)構造非線型目標規劃模型求取4)中客觀權重和5)中主觀權重的組合權重；7)根據6)中得到的組合權重和3)中得到的灰關聯繫數求取理想參考向量關聯度；8)根據7)中的所述理想參考向量關聯度和2)中的規範化決策矩陣，求解構造向量與正理想參考向量的貼近度；9)選取8)中貼近度最大的決策方案為最優決策方案。本發明利用貼近度作為決策方案的評判依據，使評價結果更為可靠、可信。
文檔編號G06F19/00GK102354337SQ20111031115
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者丁月, 白穎, 紀愛敏, 苑明海, 郭平芳 申請人:河海大學常州校區