(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 202210699393.4 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 石河子大 学 地址 832003 新疆维吾尔自治区石河子市 北四路石河子大学北区机械电气工程 学院 (72)发明人 潘荣顺　赵永满　余佳昊　周雪　 魏子凯　 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于前驱图和智能焰火算法的工艺序 列规划方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于前驱图和智能焰火 算法的工艺序列规划方法， 该方法采用了从局部 到整体的规划方法， 并结合了智 能焰火算法， 改 善了传统智能算法在工艺序列规划求解问题上 搜索速度慢， 易陷入局部最优的问题。 步骤如下： 首先建立工艺序列规划的数学优化模 型； 再利用 车间数字化检测统计工艺、 工序和现场信息； 然 后针对不同的产品工艺序列构建工艺前驱图； 最 后将前驱图和智能焰火算法结合求解工艺序列 规划问题。 本发 明考虑了工艺规划对产品质量和 成本的重要影 响， 结合前驱图算法和 智能焰火算 法， 加快算法收敛速度， 合理优化工艺序列， 为数 字化车间提供技 术基础。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 115034633 A 2022.09.09 CN 115034633 A 1.一种基于前驱图和智能焰火算法的工艺序列规划方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 建立工艺序列规划的数学优化模型， 根据不同要求建立评价指标， 包括但不限 于： 总机床成本、 总刀具成本、 总机床变换成本、 总工装变换成本、 总刀具变换成本； 步骤2： 利用车间数字化检测统计工艺、 工序和现场信息， 统计信息为优化工艺序列提 供数据支撑； 步骤3： 针对不同的产品工艺序列构建工艺前驱图， 考虑不同车间、 装配线、 产品和技术 人员能力等约束， 根据前驱图生成前驱序列； 步骤4： 将前驱图和智能焰 火算法结合求解工艺序列规划问题： 基于步骤1数学模型、 步 骤2的统计数据和步骤3的前驱序列， 使用智能烟火算法求 解工艺序列规划优化问题。 2.根据权利要求1中所述的一种基于前驱图和智能焰火算法的的工艺序列规划方法， 其特征在于： 所述 步骤1实现过程： 以经济价值为目标对产品工艺规划优化进行数学建模， 根据不同要求不同产品建立评 价指标； 以步骤1上述 为例， 具体的目标函数为： F(x)=ω1f1(x)+ω2f2(x)+ω3f3(x)+ω4f4(x)+ω5f5(x) 其中f1(x)为总机床成本， f2(x)为总刀具 成本、f3(x)为总机床变 换成本、f4(x)为总工装 变换成本、 f5(x)为总刀具变换成本， ω1~ω5分别为其对应的权 重系数。 3.根据权利要求1中所述的一种基于前驱图和智能焰火算法的的工艺序列规划方法， 其特征在于： 所述 步骤2实现过程： 统计每工序的属性， 每工序和工步所用机床、 刀具、 工具、 工装方式和技术人员以及所 需要耗费成本等， 使用定性分析和定量分析相结合的评价方式， 包括但不限于层次分析法、 熵权法和主成分 分析法等。 4.根据权利要求1中所述的一种基于前驱图和智能焰火算法的的工艺序列规划方法， 其特征在于， 所述步骤3中前驱图为： 前驱图是一种非循环有向图， 用于表示考虑工序优先 的工序任务之间的关系。 5.根据权利要求1中所述的一种基于前驱图和智能焰火算法的的工艺序列规划方法， 其特征在于， 所述 步骤3中根据前驱图生成可 行实现过程： 在工艺规划中， 工序排序需要考虑工序聚类约束和优先关系约束等； 采用构建前驱图 和前驱序列进行可行工序序列生成， 满足所有工序约束： 首先根据前驱图生成两个连续工 序任务集， 如果子集序列的长度不等于装配产品中的零件数， 则生成更高级别的装配子集， 直到满足条件为止 。 6.根据权利要求1中所述的一种基于前驱图和智能焰火算法的的工艺序列规划方法， 其特征在于， 所述智能焰火算法为： 通过观察烟花爆炸的自然现象提出的一种新的群 体智能算法； 具体步骤为： 6‑1： 初始化 算法参数， 设置最大迭代次数； 6‑2： 初始化烟花， 生成N个包 含两个工序的子集； 6‑3： 烟花爆炸， 在爆炸部分， 对于每个特定的焰火， 都会产生一些具有更高级别 任务的 火花， 以探索局部解决方案空间； 6‑4： N个烟花产生的所有火花聚集在一 起， 形成一个火花池； 6‑5： 烟花选择， 火花池中的火花按目标函数值的升序排列； 在已排序的火花池中， 根据权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115034633 A 2目标函数值选择N个不同的火花作为下一代的新烟花， 即N个不同的工序子集序列； 如果火 花池中不同火花的数量不足以容纳N个新火花， 则将所选火花复制为新火花， 直到满足N个 火花的数量； 6‑6： 新的烟花用于生成更高级别的工序子集； 6‑7： 终止判断， 重复算法步骤6 ‑3至6‑6， 一直持续到工序子集的长度等于产品中的所 有工序。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115034633 A 3