(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 202211249411.5 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 黄思翰　朱启章　王国新　阎艳　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 周蜜 (51)Int.Cl. G06Q 10/10(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 基于人机协同作业平衡的智能制造系统重 构方法 (57)摘要 一种基于人机协同作业平衡的智能制造系 统重构方法， 通过建立多目标模型， 充分考虑了 人机双方的生产成本、 最大完工时间以及协同作 业任务量的平衡性， 进而利用NSGA Ⅱ算法进行寻 优， 获取成本最低、 最大完工时间最短、 人机协同 作业最平衡的协同任务分配方案。 该方法能够有 效减少人机协同作业分配方案的计算复杂度和 计算量， 提高重构效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115439101 A 2022.12.06 CN 115439101 A 1.一种基于人机协同作业平衡的智能制造系统重构方法， 包括以下步骤： S1， 当生产任务到达时， 将生产任务分解为必须人完成、 必须机器人完成和人机协同三 类； S2， 结合历史生产数据， 确定各任务类别的输入数据； S3， 建立关于人机生产成本、 最大完工时间以及人机空闲时间的目标函数， 并列出约束 方程； S4， 对目标函数及约束 进行迭代优化， 直至得到帕累托 最优解集； S5， 从得到的帕累托 最优解集中选出最优分配方案 。 2.根据权利要求1所述的重构方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 目标函数及约束方程 如下所示： Minimize 其中， C为人机生产成本、 makespan为最大完工时间、 V为人机空闲时间， Di为子任务i的 数量； 为人完成单项子任务 i的工资； 为机器人完成单项子任务 i的成本； 表示必须人完成的子任务成本， 类似的， 表示必须机器人完成 的子任务成本， 表示人机协作完成的子任务成本； 参数λi为决策变量， 当协同任务分配给人时取0， 分配给机器人时取1， 用于区分人机协 作子任务 i的分配对象； 参数 μ起到限制分配给人过多任务的作用： 当人分配到的任务总数超过预定极限值时μ 取一个极大值， 使得目标函数值增大从而不优； 当人分配到的任务总数没有超过极限值时μ 取1， 对目标函数值 不产生影响； TR与TO分别表示必须机器人或人完成的子任务生产 时长， 与 分别表示协作任务 分配给机器人或人的子任务 生产总时长； 约束条件如下： O+R+B＝H 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115439101 A 2其中， O表示必须人完成的任务集合， R表示必须机器人完成的任务集合， B表示人机协 同任务集合， 表示必须机器人完成的子任务生产用时总和， 表示必 须人完成的子任务生产用时总和， 表示协作任务中机器人的生产用时总和， 表示协作任务中人的生产用时总和； Taskmax表示工人能承担的任 务总量上限； Mass为大数约束， 当工人分配的任务过多时取一个很大的值， 使 得目标函数值 急速增加。 3.根据权利要求2所述的重构方法， 其特 征在于， 所述Taskmax设为5， Mas s设为100。 4.根据权利要求1所述的重构方法， 其特征在于， 所述步骤S4中， 利用二代非支配排序 遗传算法对目标函数及约束 进行迭代优化。 5.根据权利要求1 ‑4中任一所述的重构方法， 其特征在于， 所述步骤S2中各任务类别的 输入数据包括： 必须人工生产任务类型子集， 必须机器生产类型子集， 人机协同生产任务类 型子集， 子任务类型总数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115439101 A 3