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龙图腾网获悉华南农业大学申请的专利一种基于改进NSGA-III的广义作业车间调度方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117875669B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410141376.8，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权一种基于改进NSGA-III的广义作业车间调度方法是由吕盛坪;赵贺杰;邹建民;宁韬涛;庄剑威;梁泰然;黎焯辉;张凯彬;陈健宇设计研发完成，并于2024-01-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于改进NSGA-III的广义作业车间调度方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于改进NSGA‑III的广义作业车间调度方法。本发明方法步骤包括构建数学模型；确定数学模型的约束条件；设定基于改进NSGA‑III的编码、解码，然后对工序、机器进行编码；混合选择机制、参考点择优策略进行种群初始化；对种群进行染色体交叉变异生成新一代的种群；对新一代的种群进行非支配排序，然后基于参考点择优策略优选子代；判断所优选的子代个体是否满足终止条件，不满足则返回交叉变异生成新一代种群的步骤；根据基于改进NSGA‑III的解码方式，对工序编码和机器编码进行解码后输出相关的工序及机器的调度甘特图。本发明能够对强制同机作业条件下的高维多目标广义作业车间进行高效调度。

本发明授权一种基于改进NSGA-III的广义作业车间调度方法在权利要求书中公布了：1.一种基于改进NSGA-III的广义作业车间调度方法，其特征在于，包括步骤如下： S1、构建带强制同机作业的高维多目标广义作业车间调度的数学模型；所述数学模型根据最大完工时间、机器总负载、总延期、总能耗四个目标，并基于混合整数规划法构建； 设定数学模型中的数学符号包括：i,h表示工件序号，i,h∈{1,2,…,N}；j,g表示工序序号，j,g∈{1,2,…,Ni}；k表示机器序号，k∈{1,2,…,M}；N表示工件总数；M表示机器总数；Hi表示工件i的工序总数；I,H表示组合工序对应工件集序号；J,G表示组合工序对应工序集序号；U表示一个无穷大的实数；Oij表示工件i的第j道工序；OIJ表示组合工序，OIJ＝{Oij,Ohg,Opq,...,Oyz}；JSIJ表示组合工序OIJ对应工件集；OSIJ表示组合工序OIJ对应工序集；TIJk表示组合工序OIJ在机器k上的作业时间；Tijk表示工序Oij在机器k上的作业时间；Ti表示工件i的交付时间；MSk表示机器k的开机时间；MEk表示机器k的开机时间；Pk表示机器k的作业功率；表示机器k的空载功率；Pg表示车间固定功率；Et表示工件单个工序的转移能耗；Ci表示工件i的完工时间；SIJ表示组合工序OIJ的开始作业时间；Sij是工序Oij的开始作业时间；EIJ表示组合工序OIJ的结束作业时间；Eij表示工序Oij的结束作业时间；Ebusy表示机器作业时间总能耗；Eidle表示机器空载时间总能耗；Etran表示工件的转移总能耗；Einnate表示车间固有能耗；XIJk表示组合工序OIJ在机器k上作业为1，反之为0；Xijk表示工序Oij在机器k上作业为1，反之为0；YIJHG表示组合工序OIJ先于OHG作业时为1，反之为0；Zij-1k表示工序Oij的紧前工序Oij-1在机器k上作业为1，反之为0； 所述基于混合整数规划法构建的数学模型的步骤包括： S11、构建表示最小化的最大完工时间的目标函数f1如下式所示： f1＝Cmax＝{maxCi},i∈{1,2,…,N}； S12、构建表示最小化的机器总负载ML的目标函数f2如下式所示： S13、构建表示最小化的总延期TD的目标函数f3如下式所示： S14、构建表示最小化的总能耗TE的目标函数f4，由于总能耗TE主要由机器作业时间总能耗Ebusy、机器空载时间总能耗Eidle、工件的转移总能耗Etran和车间固有能耗Einnate四部分组成，最小化的总能耗TE的目标函数f4如下式所示： f4＝TE＝minEbusy+Eidle+Etran+Einnate， Ebusy为所有机器对工件进行作业所消耗的总能耗，其计算如下式所示： Eidle为所有机器待机状态即空载运行的总能耗，其计算如下式所示： Etran为工件的转移总能耗，其计算如下式所示： Einnate为车间固有能耗，其计算如下式所示： Einnate＝PgCmax； S2、确定所构建的数学模型的约束条件；所述数学模型的约束条件如下列公式所示： 其中，式1确保工序作业过程不中断，式2确保任意工件完工时间都不超过最大完工时间，式3确保当前工序开始作业时间不小于该工序的紧前工序或紧前工序集的结束作业时间，式4确保任意工序的开始作业时间都不大于其结束作业时间，式5确保任意工序在机器上只作业一次，式6确保任意工序的开始作业时间非负、作业和结束作业时间大于0，式7确保一台机器在同一时刻只能有一道工序在作业； S3、针对强制同机作业约束设定基于改进NSGA-III的编码、解码，然后对工序、机器进行编码；所述改进NSGA-III编码的方式为： 设定编码由两层整数序列构成，上一层为表示工序编码序列OPlan，下一层为表示相应机器编码序列MPlan，机器集为{1,2,...,M}，工序编码的每个基因用相应工件对应的工序Oij表示，工序Oij的下标为工件i∈{1,2,…,N}及其工序j∈{1,2,…,N}，一条工序编码的基因排列表示一条改进NSGA-III中的染色体，强制同机作业的组合工序编号用N+f,f≤c表示，f表示该工序编码中组合工序的频次，c表示总组合工序数； S4、基于改进NSGA-III所融合的混合选择机制、参考点择优策略进行种群初始化； S5、在强制同机作业约束下基于改进NSGA-III进行遗传操作，对种群进行染色体交叉变异，生成新一代的种群； S6、对新一代的种群进行非支配排序，然后基于参考点择优策略优选子代； S7、判断所优选的子代个体是否满足终止条件，即是否达到种群的最大迭代次数，若满足执行下一个步骤，否则返回交叉变异生成新一代种群的步骤； S8、根据基于改进NSGA-III的解码方式，对工序编码和机器编码进行解码后输出相关的工序及机器的调度甘特图。

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