本发明属于生产调度优化领域，具体是一种基于动态规划的钢筋生产调度优化方法。
背景技术：
1、在生产调度优化领域，特别是钢筋生产调度方面，传统的调度方法存在效率低、资源利用不足等问题。传统固定生产计划调度方式常常采用静态的生产计划，提前确定每个工序的时间和资源分配。这样的计划在生产过程中无法动态调整，导致难以适应订单变动或生产中的不可预测事件。在钢筋生产范畴内，钢筋的加工与吊装涉及一系列复杂的工序和资源协调，而传统的静态调度方法难以灵活应对生产中的变化。因此，开发一种动态的、同时协调加工与吊装调度的方法变得非常重要。
2、目前针对钢筋生产调度的优化方向主要集中于对于生产步骤中单个加工过程以及过程间运输的优化。如中国专利cn202311037746.5公开一种智能高效化生产水泥基钢筋桁架楼承板的生产线，该过程主要是对于单个钢筋加工流水线的优化，实现自动化生产，但忽视了生产的并行性。中国专利cn201911013331.8公开一种钢筋混凝土构件预制场结构，该方法通过智能调度控制中心的控制，能够将混凝土通过多个混凝土上料轨道运输至对应的生产预制区，将钢筋混凝土构件通过转运设备运输至养护存放区进行养护和临时存放等。该方法主要考虑了钢筋构件在不同加工过程间的运输时间优化，但仍未考虑多条钢筋同时加工时资源的并行利用，使得部分加工仪器利用率较低。
3、综上所述，需要找到一种能够动态适应的，且对传统动态规划进行改进的多钢筋并行调度生产优化方案。
4、因此，需要一种更通用、高效的方法来实现，本发明旨在提供一种采用动态规划的调度方法，结合离散事件仿真的特点进行改进，提高多钢筋生产时的并行性和生产效率。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种多钢筋并行生产调度方法，该方法利用机器生产过程可中断的特点，结合离散事件仿真进行动态规划成组情况优化，并模拟生产及吊装的过程，以实现对钢筋生产调度情况的自动安排。
2、本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
3、第一方面，本发明提供一种基于动态规划的钢筋生产调度优化方法，所述方法利用机器生产过程可中断的特点，结合离散事件仿真进行动态规划成组情况优化，并模拟生产及吊装的过程，以实现对钢筋生产调度情况的自动安排，所述方法包括以下内容：
4、钢筋的生产主要需要经过加工与吊装两个大阶段，钢筋在开始加工时需要占据一个工作台，在吊装完成后才将其释放；加工过程中，钢筋的加工生产存在若干阶段，且需严格按序执行，不可跃步、换步执行；每一个加工生产阶段都需占有一台对应的加工生产仪器，且仪器不可并行占用；
5、采用离散事件仿真，考虑将加工和吊装分为两个阶段进行处理，在每次加工完成后，将每一根钢筋的不同工序统一加入待吊装的队列中，如果吊装设备处于空闲状态，则按照加工完成的顺序进行处理，并在加工完成后释放对应的生产设备，以便于下次加工；
6、由于吊装工序和加工工序同时进行，且吊装用时少于加工用时，吊装优先进行生产；同时，在生产过程中对吊装队列中的零件进行吊装处理；
7、不同零件之间的加工时间可能不同，根据零件加工时间来动态调整子问题，定义为每一次所安排的一组加工过程为重叠子问题；
8、存在零件生产列表：
9、αij,i＝1,2,…,n,j＝1,2,…,m
10、其中，n为同时加工梁数，m为零件数；假设存在一种分割方法kip,i＝1,2,…,n，使得原生产序列用βij表示：
11、
12、其中，p为2～j-1，上标k表示某个零件的加工时间被拆成的时间段数，表示第一个钢筋的第p个零件拆成k个时间段；
13、不同加工梁的原生产序列间必存在着时间长度相同的部分，每根梁的加工顺序都是相同的，加工第一个零件必须是第一个机器制造，一个设备同时只能加工一个零件，此时，将所有的原生产序列βij构造为一个任务矩阵β，将其中相同的部分重叠，其余空缺部分置0，则任务安排矩阵β为：
14、
15、β中让除了零之外所有列上的值都相等，即使得相等，其中x＝1,2,…,n；
16、此处分割将中间部分分割为若干重叠部分，此时，安排矩阵β的每一列便为动态规划的每一个子问题，根据零件加工时间来动态调整子任务进行动态规划；
17、在解决调度问题后，计算每根钢筋的平均加工时长，同时，结合仪器与工作台成本，对其与平均加工时长作碎石分析，据此得出兼顾成本与加工效率的生产方案。
18、所述离散事件仿真：在这种仿真中，系统的状态只在离散时间点发生变化，而不是连续变化；每个事件会引起系统状态的改变，从而触发可能发生的其他事件；任务的到达、吊装、加工操作都被建模为事件，不同的任务到达、吊装和加工事件会导致系统状态的变化，仿真中使用部分时间变量，它们在每个事件发生时被更新，代表仿真的时钟在推进；在任务序列发生变化时，任务的等待队列用于存储等待被处理的任务；
19、由于钢筋加工生产系统中，单元生产过程拥有原子性，即单个生产过程不可被中断模拟任务在不同机器上的调度过程，以及吊装和加工操作如何影响系统状态，最终，通过收集仿真结果，分析系统的性能指标，包括任务的平均处理时间和最大同时进行任务量，以量化评估带来的性能优化能力。
20、第二方面，本发明提供一种基于动态规划的钢筋生产调度优化方法，包括以下步骤：
21、步骤1、输入零件生产列表mn，设置同时需要加工梁根数、所需要使用的加工仪器数目，初始化吊装列表up_list；
22、步骤2、判断吊装列表是否为空，若不为空则在预定时间内进行吊装，吊装完成后执行步骤3进入加工部分；若为空，则直接执行步骤3进入加工部分；
23、步骤3、进入加工部分：
24、使用动态规划选择每个机器当前可加工的任务中加工时间最短的任务，并记录在矩阵min中：判断是否存在空闲机器，若存在，则在可加工的任务中找出加工时间最短的任务；若不存在空闲机器，则加工尚未完成的零件；
25、找出矩阵min中最短时间的任务，获得当前时刻最短任务的加工时间min；当所有加工任务都完成时，mn为空，此时不存在未加工的零件；
26、步骤4、继续判断是否存在待吊装零件，若不存在直接输出调度方案及当前时间，如果加工部分完成还存在待吊装零件，则计算剩余吊装时间，将剩余吊装时间再计入总时间中，更新当前时间time，最终输出的当前时间time为此次多根梁同时加工所需时间以及相应的调度方案。
27、与现有技术相比，本发明有益效果在于：
28、本发明实现多钢筋并行生产优化：传统方法主要集中于对单个加工过程或过程间运输的优化，而本发明关注多钢筋同时加工时的并行性。通过动态规划，能够全局考虑未来任务安排，有效提高生产调度的灵活性和效率。采用离散事件仿真对生产及吊装过程进行模拟，考虑了任务的到达、吊装、加工等操作，使得模型更为真实和灵活。这种方法使得系统状态在离散时间点发生变化，避免了对连续变化的复杂建模，有助于降低问题复杂度。
29、本发明采用动态规划进行全局优化，考虑整体最优解。在这种情况下，动态规划通过存储子问题的解，避免了对相同子问题的重复计算，提高了计算效率。这对于复杂的生产调度问题尤其有益。
30、本发明调度优化方法通过对仪器与工作台成本的综合分析，结合平均加工时长的计算和碎石分析，可以得出兼顾成本与加工效率的生产方案。这种综合分析有助于制定经济高效的生产调度策略，兼顾成本与效率。
31、本发明由于考虑了任务的动态调整和全局最优解，该方法更具适应性和灵活性，可以更好地应对订单变动或生产中的不可预测事件。
32、综合而言，这种基于动态规划的钢筋生产调度优化方法相较于传统方法，具有更高的效率、更好的适应性，能够有效提高多钢筋生产的并行性和生产效率。
1.一种基于动态规划的钢筋生产调度优化方法，其特征在于，所述方法利用机器生产过程可中断的特点，结合离散事件仿真进行动态规划成组情况优化，并模拟生产及吊装的过程，以实现对钢筋生产调度情况的自动安排，所述方法包括以下内容：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离散事件仿真：在这种仿真中，系统的状态只在离散时间点发生变化，而不是连续变化；每个事件会引起系统状态的改变，从而触发可能发生的其他事件；任务的到达、吊装、加工操作都被建模为事件，不同的任务到达、吊装和加工事件会导致系统状态的变化，仿真中使用部分时间变量，它们在每个事件发生时被更新，代表仿真的时钟在推进；在任务序列发生变化时，任务的等待队列用于存储等待被处理的任务；
3.一种基于动态规划的钢筋生产调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
