2018国赛数学建模B题两道工序代码

                          问题B    智能RGV的动态调度策略

图1是一个智能加工系统的示意图,由8台计算机数控机床(Computer Number Controller,CNC)、1辆轨道式自动引导车(Rail Guide Vehicle,RGV)、1条RGV直线轨道、1条上料传送带、1条下料传送带等附属设备组成。RGV是一种无人驾驶、能在固定轨道上自由运行的智能车。它根据指令能自动控制移动方向和距离,并自带一个机械手臂、两只机械手爪和物料清洗槽,能够完成上下料及清洗物料等作业任务(参见附件1)。

                                                                   图1:智能加工系统示意图

 

针对下面的三种具体情况:

(1)一道工序的物料加工作业情况,每台CNC安装同样的刀具,物料可以在任一台CNC上加工完成;

(2)两道工序的物料加工作业情况,每个物料的第一和第二道工序分别由两台不同的CNC依次加工完成;

(3)CNC在加工过程中可能发生故障(据统计:故障的发生概率约为1%)的情况,每次故障排除(人工处理,未完成的物料报废)时间介于10~20分钟之间,故障排除后即刻加入作业序列。要求分别考虑一道工序和两道工序的物料加工作业情况。

请你们团队完成下列两项任务:

任务1对一般问题进行研究,给出RGV动态调度模型和相应的求解算法;

任务2利用表1中系统作业参数的3组数据分别检验模型的实用性和算法的有效性,给出RGV的调度策略和系统的作业效率,并将具体的结果分别填入附件2的EXCEL表中。

                                    表1:智能加工系统作业参数的3组数据表                                时间单位:秒

系统作业参数

第1组

第2组

第3组

RGV移动1个单位所需时间

20

23

18

RGV移动2个单位所需时间

33

41

32

RGV移动3个单位所需时间

46

59

46

CNC加工完成一个一道工序的物料所需时间

560

580

545

CNC加工完成一个两道工序物料的第一道工序所需时间

400

280

455

CNC加工完成一个两道工序物料的第二道工序所需时间

378

500

182

RGV为CNC1#,3#,5#,7#一次上下料所需时间

28

30

27

RGV为CNC2#,4#,6#,8#一次上下料所需时间

31

35

32

RGV完成一个物料的清洗作业所需时间

25

30

25

注:每班次连续作业8小时。

#include
#include
#include
int main(){
	int M[4]={0,18,32,46};
	int T1=27; //CNC1,3,5,7一次上下料所需时间
	int T2=32; //CNC2,4,6,8一次上下料所需时间
	int W21=455; //加工完成一道工序的物料所需时间
	int W22=182; //加工完成二道工序的物料所需时间
	int C=25; //完成一个物料的清洗作业所需时间
	int T=0;
	int RGV_X=0;  //RGV在第一个位置
	int RGV_G=0;  //0表示RGV拿的是生料,1是完成第一道工序的
	int CNC_Flag[8];  //0表示没有在加工,1表示正在加工,2表示已完工
	int CNC_WT[8]; //记录CNC已工作时间
	int CNC_X[4]; //CNC_X[i]=1表示GRV要去第i个位置
	int i;
	int length=-1; //记录路径长度
	int min1=5; //记录最短路径
	int min2=-1; //记录要去的最短的点
	int count=0; //记录成件
	int count2=0;
	for(i=0;i<8;i++){
		CNC_Flag[i]=0;  //一开始CNC都处于没有加工状态
		CNC_WT[i]=0;       //一开始CNC已工作时间都是0
	}
	for(i=0;i<4;i++){
		CNC_Flag[i]=0;  //一开始RGV那里都不用去
	}
	while(T<28800){  //时间未到时
		if(RGV_G==0){  //如果RGV拿的是生料
			if(CNC_Flag[0]==0 || CNC_Flag[2]==0 || CNC_Flag[4]==0 || CNC_Flag[6]==0){
				if(CNC_Flag[0]==0){ //如果CNC1没有在工作,就发信号
					CNC_X[0]=1;
				}
				if(CNC_Flag[2]==0){ //如果CNC3没有在工作,就发信号
					CNC_X[1]=1;
				}
				if(CNC_Flag[4]==0){ //如果CNC5没有在工作,就发信号
					CNC_X[2]=1;
				}
				if(CNC_Flag[6]==0){ //如果CNC7没有在工作,就发信号
					CNC_X[3]=1;
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				for(i=0;i<4;i++){   //找到哪个地方是最近的
					if(CNC_X[i]==1){
						length=abs(RGV_X-i);
						if(length28800)
					break;
				else if(min1>=0 && min1<=3){
					T=T+M[min1];   //时间增加
					CNC_X[min2]=0;   
					RGV_X=min2;      //RGV移动到最近点
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				if(T+T1>28800)
					break;
				else{
					printf("(上料时间:%d)",T);
					T=T+T1;
					
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					if(min2==0){
						CNC_X[0]=0;
						CNC_Flag[0]=1;
						printf("1 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==1){
						CNC_X[1]=0;
						CNC_Flag[2]=1;
						printf("3 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==2){
						CNC_X[2]=0;
						CNC_Flag[4]=1;
						printf("5 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==3){
						CNC_X[3]=0;
						CNC_Flag[6]=1;
						printf("7 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
				}
			}
			//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
			else if(CNC_Flag[0]==1 && CNC_Flag[2]==1 && CNC_Flag[4]==1 && CNC_Flag[6]==1){ //如果CNC1,3,5,7都在工作,RGV就等待
				if(RGV_X!=0){
					T=T+M[RGV_X-0];
					
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[RGV_X-0];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[RGV_X-0];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					RGV_X=0;
				}
				else{
					T=T+1;
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
				}
			}
			//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
			else if(CNC_Flag[0]==2 || CNC_Flag[2]==2 || CNC_Flag[4]==2 || CNC_Flag[6]==2){  //如果CNC1,3,5,7有一个完工
				if(CNC_Flag[0]==2){ //如果CNC1没有在工作,就发信号
					CNC_X[0]=1;
				}
				if(CNC_Flag[2]==2){ //如果CNC3没有在工作,就发信号
					CNC_X[1]=1;
				}
				if(CNC_Flag[4]==2){ //如果CNC5没有在工作,就发信号
					CNC_X[2]=1;
				}
				if(CNC_Flag[6]==2){ //如果CNC7没有在工作,就发信号
					CNC_X[3]=1;
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				for(i=0;i<4;i++){   //找到哪个地方是最近的
					if(CNC_X[i]==1){
						length=abs(RGV_X-i);
						if(length28800)
					break;
				else if(min1>=0 && min1<=3){
					T=T+M[min1];   //时间增加
					CNC_X[min2]=0;   
					RGV_X=min2;      //RGV移动到最近点
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				if(T+T1>28800)
					break;
				else{
					printf("(上下料时间:%d)",T);
					T=T+T1;
					
					for(i=0;i<8;i=i+2){
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					if(min2==0){
						CNC_X[0]=0;
						CNC_Flag[0]=1;
						printf("1 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==1){
						CNC_X[1]=0;
						CNC_Flag[2]=1;
						printf("3 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==2){
						CNC_X[2]=0;
						CNC_Flag[4]=1;
						printf("5 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==3){
						CNC_X[3]=0;
						CNC_Flag[6]=1;
						printf("7 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
				}
				RGV_G=1;
			}		
		}
		//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
		if(RGV_G==1){
			if(CNC_Flag[1]==0 || CNC_Flag[3]==0 || CNC_Flag[5]==0 || CNC_Flag[7]==0){
				if(CNC_Flag[1]==0){ //如果CNC2没有在工作,就发信号
					CNC_X[0]=1;
				}
				if(CNC_Flag[3]==0){ //如果CNC4没有在工作,就发信号
					CNC_X[1]=1;
				}
				if(CNC_Flag[5]==0){ //如果CNC6没有在工作,就发信号
					CNC_X[2]=1;
				}
				if(CNC_Flag[7]==0){ //如果CNC8没有在工作,就发信号
					CNC_X[3]=1;
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				for(i=0;i<4;i++){   //找到哪个地方是最近的
					if(CNC_X[i]==1){
						length=abs(RGV_X-i);
						if(length28800)
					break;
				else if(min1>=0 && min1<=3){
					T=T+M[min1];   //时间增加
					CNC_X[min2]=0;   
					RGV_X=min2;      //RGV移动到最近点
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				if(T+T1>28800)
					break;
				else{
					printf("(第2道上料时间:%d)",T);
					T=T+T2;
					for(i=0;i<8;i=i+2){
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T2;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T2;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					if(min2==0){
						CNC_X[0]=0;
						CNC_Flag[1]=1;
						printf("2 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==1){
						CNC_X[1]=0;
						CNC_Flag[3]=1;
						printf("4 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==2){
						CNC_X[2]=0;
						CNC_Flag[5]=1;
						printf("6 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==3){
						CNC_X[3]=0;
						CNC_Flag[7]=1;
						printf("8 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
				}
				RGV_G=0;
			}
			////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
			else if(CNC_Flag[1]==1 && CNC_Flag[3]==1 && CNC_Flag[5]==1 || CNC_Flag[7]==1){  //等待
				if(RGV_X!=0){
					T=T+M[RGV_X-0];
					
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[RGV_X-0];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[RGV_X-0];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					RGV_X=0;
				}
				else{
					T=T+1;
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+1;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
				}
			}
			////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
			else if(CNC_Flag[1]==2 || CNC_Flag[3]==2 || CNC_Flag[5]==2 || CNC_Flag[7]==2){   //如果CNC2,4,6,8已加工完
				if(CNC_Flag[1]==2){ //如果CNC2没有在工作,就发信号
					CNC_X[0]=1;
				}
				if(CNC_Flag[3]==2){ //如果CNC4没有在工作,就发信号
					CNC_X[1]=1;
				}
				if(CNC_Flag[5]==2){ //如果CNC6没有在工作,就发信号
					CNC_X[2]=1;
				}
				if(CNC_Flag[7]==2){ //如果CNC8没有在工作,就发信号
					CNC_X[3]=1;
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				for(i=0;i<4;i++){   //找到哪个地方是最近的
					if(CNC_X[i]==1){
						length=abs(RGV_X-i);
						if(length28800)
					break;
				else if(min1>=0 && min1<=3){
					T=T+M[min1];   //时间增加
					CNC_X[min2]=0;   
					RGV_X=min2;      //RGV移动到最近点
					for(i=0;i<8;i=i+2){   //针对奇数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){   //针对偶数
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+M[min1];
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
				}
				////////////////////////////////////////////////////////
				if(T+T1>28800)
					break;
				else{
					printf("(第2道xia料时间:%d)",T);
					count++;         //成件加1
					T=T+T1+C;
					
					for(i=0;i<8;i=i+2){
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T2+C;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W21){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					for(i=1;i<8;i=i+2){
						if(CNC_Flag[i]==1){    //已加工时间增加
							CNC_WT[i]=CNC_WT[i]+T2+C;
						}
						if(CNC_WT[i]>=W22){    //加工完成
							CNC_Flag[i]=2;
							CNC_WT[i]=0;
						}
					}
					if(min2==0){
						CNC_X[0]=0;
						CNC_Flag[1]=1;
						printf("2 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==1){
						CNC_X[1]=0;
						CNC_Flag[3]=1;
						printf("4 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==2){
						CNC_X[2]=0;
						CNC_Flag[5]=1;
						printf("6 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
					if(min2==3){
						CNC_X[3]=0;
						CNC_Flag[7]=1;
						printf("8 ");
						count2++;
						if(count2==30){
							printf("\n");
							count2=0;
						}
					}
				}
				RGV_G=0;
			}
		}
		min1=5;
		min2=-1;
	}
	printf(" %d \n",count);
	return 0;
}

里面用的是第三组数据。

也是瞎几把写的,可能有点垃圾。

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