本发明涉及生产排程，尤其涉及一种生产排程信息处理方法、系统和电子设备。
背景技术：
1、高级计划与排程(advanced planning and scheduling，aps)，是解决生产排程和生产调度问题，常被称为排序问题或资源分配问题。在离散行业，aps是为解决多工序、多资源的优化调度问题；而流程行业，aps则是为解决顺序优化问题。它通过为流程和离散的混合模型同时解决顺序和调度的优化问题，从而对项目管理与项目制造解决关键链和成本时间最小化，具有重要意义。其中，生产排程是企业制定生产计划的重要环节，包括确定产品批次的加工顺序、确定每个工厂中产品批次的开始加工时间和加工完成时间，优化生产顺序，优化选择生产设备，使得减少等待时间，平衡各机器和工人的生产负荷，从而优化产能，提高生产效率。
2、然而，在实际的生产加工中涉及到工厂的自身条件可能存在季度性加工时间窗，即在观测时间内，存在多个开放的时间窗。现有的生产排程优化模型中，通常将生产、仓储、运输的整体成本都作为目标函数，并未考虑生产加工中因缺货导致的直接损耗，也未考虑生产产线或生产工厂存在的多时间窗开放的现状、以及因更换加工产品清理产线等活动产生的固定时间成本。因此，研究针对此种情况下的相应的生产排程最优化办法对于实际的生产加工排程具有重要的现实意义。
3、在现有的生产排程优化模型中，作业(或工序)与机器(或产线、工厂)之间的关系通常是决策变量，而本技术涉及的应用场景中，工厂与产品批次因地理原因及客观原因已提前完成匹配，因此在目标函数的设置中，不再考虑由作业与机器决策关系导致的变动的生产成本和运输成本。本技术应用于多时间窗口下多品种产品加工场景中的生产排程问题，针对现有生产排程优化方法中未完全考虑的现实条件的问题，提出一种生产排程信息处理方法，并采用混合整数线性规划模型进行精确求解最小化总成本下的生产排程计划。
4、有鉴于此，有必要对现有技术中的生产排程作业方法予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于揭示一种生产排程信息处理方法、系统和电子设备，用于解决现有技术中的生产排程作业方法所存在的诸多缺陷，尤其是为了实现采用混合整数线性规划模型进行精确求解最小化总成本下的生产排程计划。
2、为实现上述目的之一，本发明提供了一种生产排程信息处理方法，包括：获取产品生产任务数据；
3、基于产品生产任务数据以设定时间段t内总成本最小化为目标，构建如下式(1)的生产排程优化模型所定义的目标函数：
4、
5、式(1)中下标p为批次产品的种类编号，p∈p＝{1，2，...，z}，z为产品种类数量上限值，下标t为设定时间段内的任意时间点，t∈t，minimize为总成本最小化运算符，变量i_gappt为表征p产品在第t天的需求缺货值的非负连续变量，变量i_abspt为表征p产品在第t天的存量值的非负连续变量，参数stcp为p产品的单位缺货惩罚成本，参数inc为单位库存成本；
6、将产品生产任务数据与生产排程优化模型输入求解器，确定基于总成本最小化的所有产品批次的最优生产排程输出结果。
7、作为本发明的进一步改进，产品生产任务数据包括：工厂数据、产品批次数据、成本数据、需求数据。
8、作为本发明的进一步改进，所述变量i_gappt的计算方式如下式(2)：
9、
10、式(2)中变量ipt为表征第t天p产品结余量的连续变量。
11、作为本发明的进一步改进，所述变量i_abspt的计算方式如下式(3)：
12、
13、作为本发明的进一步改进，构建如下式(4)的生产排程优化模型所定义的第一约束条件：
14、
15、式(4)中下标f为工厂编号，f∈f＝{1，2，...，r}，r为工厂数量上限值；下标b为所有待排程批次编号，b∈b＝{1，2，...，n}，n为批次数量上限值；参数tr为更换加工产品清理产线等引发的固定时间成本；变量pstb为表征b批次产品的加工实际开始时间的非负连续变量；参数ptb为b批次产品的加工耗时参数；参数m为一个足够大的正数；参数bhbp为表征b批次产品是否是p类型产品的0/1参数；参数bfbf为表征b批次是否在f工厂加工的0/1参数；决策变量xb1b2为表征b1批次加工完是否加工b2批次的0/1变量，若b1批次加工完后加工b2批次，则xb1b2取1，否则xb1b2取0；
16、参数ptb的计算方式为：ab/cf，参数cf为f工厂的产能上限，参数ab为批次b的总加工量。
17、作为本发明的进一步改进，构建如下式(5)的生产排程优化模型所定义的第二约束条件：
18、
19、作为本发明的进一步改进，构建如下式(6)的生产排程优化模型所定义的第三约束条件：
20、
21、作为本发明的进一步改进，构建如下式(7)的生产排程优化模型所定义的第四约束条件：
22、
23、式(7)中决策变量tw_sbfw为表征b批次产品在f工厂是否选择第w个时间窗口加工的0/1变量，参数twnf为f工厂的时间窗总数。
24、作为本发明的进一步改进，构建如下式(8)的生产排程优化模型所定义的第五约束条件：
25、
26、式(8)中参数twf1w为f工厂的第w个时间窗的开始时间，参数twf2w为f工厂的第w个时间窗的结束时间，参数ε为一个很小的时间值。
27、作为本发明的进一步改进，构建如下式(9)的生产排程优化模型所定义的第六约束条件：
28、
29、式(9)中参数stb为批次b可供加工的最早时间。
30、作为本发明的进一步改进，构建如下式(10)的生产排程优化模型所定义的第七约束条件：
31、
32、式(10)中决策变量ytb表征b批次是否在第t天结束加工的0/1变量。
33、作为本发明的进一步改进，构建如下式(11)的生产排程优化模型所定义的第八约束条件：
34、
35、作为本发明的进一步改进，构建如下式(12)的生产排程优化模型所定义的第九约束条件：
36、
37、作为本发明的进一步改进，构建如下式(13)的生产排程优化模型所定义的第十约束条件，以确定第t天p产品结余量的连续变量ipt：
38、
39、式(13)中参数dpt为p产品在第t天的需求值。
40、作为本发明的进一步改进，将第五约束条件和第八约束条件输出结果所含非线性表达部分进行线性化表达，分别形成式(14)与式(15)：
41、
42、
43、基于相同发明思想，本技术还揭示了一种生产排程信息处理系统，包括：获取模块，获取产品生产任务数据；
44、构建模块，基于产品生产任务数据，以设定时间段t内总成本最小化为目标，构建如下式(1)的生产排程优化模型所定义的目标函数：
45、
46、式(1)中下标p为批次产品的种类编号，p∈p＝{1，2，...，z}，z为产品种类数量上限值，下标t为设定时间段内的任意时间点，t∈t，minimize为总成本最小化运算符，变量i_gappt为表征p产品在第t天的需求缺货值的非负连续变量，变量i_abspt为表征p产品在第t天的存量值的非负连续变量，参数stcp为p产品的单位缺货惩罚成本，参数inc为单位库存成本；
47、求解模块，将产品生产任务数据与生产排程优化模型输入求解器，确定基于总成本最小化的所有产品批次的最优生产排程输出结果。
48、最后，本技术还揭示了一种电子设备，包括：处理器，由至少一个存储单元组成的存储装置，以及在处理器与存储装置之间建立通信连接的通信总线；所述处理器用于执行存储装置中存储的一个或者多个程序，以实现如上述任一项发明创造所揭示的生产排程信息处理方法。
49、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
50、获取产品生产任务数据，基于产品生产任务数据以设定时间段t内总成本最小化为目标，构建生产排程优化模型所定义的目标函数，将产品生产任务数据与生产排程优化模型输入求解器，确定基于总成本最小化的所有产品批次的最优生产排程输出结果，以精确求解最小化总成本下的生产排程计划。
1.一种生产排程信息处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，产品生产任务数据包括：工厂数据、产品批次数据、成本数据、需求数据。
3.根据权利要求2所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，所述变量i_gappt的计算方式如下式(2)：
4.根据权利要求3所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，所述变量i_abspt的计算方式如下式(3)：
5.根据权利要求4所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(4)的生产排程优化模型所定义的第一约束条件：
6.根据权利要求5所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(5)的生产排程优化模型所定义的第二约束条件：
7.根据权利要求6所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(6)的生产排程优化模型所定义的第三约束条件：
8.根据权利要求7所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(7)的生产排程优化模型所定义的第四约束条件：
9.根据权利要求8所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(8)的生产排程优化模型所定义的第五约束条件：
10.根据权利要求9所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(9)的生产排程优化模型所定义的第六约束条件：
11.根据权利要求10所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(10)的生产排程优化模型所定义的第七约束条件：
12.根据权利要求11所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(11)的生产排程优化模型所定义的第八约束条件：
13.根据权利要求12所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(12)的生产排程优化模型所定义的第九约束条件：
14.根据权利要求13所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，构建如下式(13)的生产排程优化模型所定义的第十约束条件，以确定第t天p产品结余量的连续变量ipt：
15.根据权利要求14所述的生产排程信息处理方法，其特征在于，将第五约束条件和第八约束条件输出结果所含非线性表达部分进行线性化表达，分别形成式(14)与式(15)：
16.一种生产排程信息处理系统，其特征在于，包括：
17.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，由至少一个存储单元组成的存储装置，以及在处理器与存储装置之间建立通信连接的通信总线；所述处理器用于执行存储装置中存储的一个或者多个程序，以实现如权利要求1至15中任一项所述的生产排程信息处理方法。
