[發明專利]一種實時信息驅動的生產設備端制造活動智能導航方法

有效

• 申請號: 201310058948.8
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103116813A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張映鋒;楊騰;孫樹棟;王軍強;楊宏安
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種實時信息驅動的生產設備端制造活動智能導航方法，其特征在于：采用以下

步驟：

步驟1：生產設備端接收來自車間管理層分配的任務隊列，并按照隊列順序開始進行生產；生產過程中的員工、零部件和承載物料的容器配備有電子標簽，生產設備端安裝有RFID讀寫器，采集生產過程中員工、物料、在制品和成品的實時信息；

步驟2：為操作員工提供實時信息驅動的加工過程可視化操作引導，具體包括以下步驟：

步驟2.1：基于當前任務的加工工藝信息和Petri網技術對生產任務的加工過程進行建模，建立生產任務在設備端操作集的時序關系和約束關系；

步驟2.2：建立與設備端上的操作集相關的多媒體信息庫，多媒體信息庫包括視頻演示、工藝圖紙、文字描述，并依據步驟2.1建立的時序關系將多媒體信息庫與步驟2.1建立的加工過程Petri模型進行關聯；

步驟2.3：依據采集的在制品實時信息，基于該任務的Petri網模型，捕獲當前時刻操作進程，調用多媒體信息庫中的該操作的多媒體信息，為操作員工提供加工過程可視化操作引導；

步驟3：依據當前隊列中的加工任務工藝流程信息，找到每項任務上游工序和下游工序所在的設備，獲取每項任務上游工序的完工時間以及下游工序的開工時間

步驟4：針對步驟3所采集的上游工序完工時間和下游工序的開工時間動態優化待加工任務的序列，具體包括以下步驟：

步驟4.1：初始化：依據實時數據和每項任務的加工時間p_j，更新任務的交貨期并按d_j由小到大排序，并截取排序后的前m項任務，m≤6；

步驟4.2：計算前m項任務交貨期偏移度Δd_j表示兩次調度任務交貨期的變化量表示任務j初始的交貨期；

步驟4.3：按照規則生成滿足約束的任務隊列集Q{q₁,q₂,q₃…}，所述規則為：若則任務i排在任務j之前，并采用如下步驟確定每個隊列下的任務開始加工時間：

步驟4.3.1：依據機器唯一性和工件唯一性約束，以每項任務的最早可開始加工時間為初始開始加工時間；

步驟4.3.2：計算每項任務的E_j和Δ_j，其中E_j表示任務j的提前時間，Δ_j表示任務j的開始時間向后移動一個單位導致懲罰的變化；按照任務序列得到第一個Er＞0任務r，并找出距離任務r最近的時間間隙t_s，s+1，r≤s≤m，時間間隙t_s，s+1表示任務s完工到任務s+1開始的間隔時間，任務s為任務r之后的一項任務；

步驟4.3.3：求取最小的滿足的任務u，r≤u≤s，并固定任務r,r+1,…,u的開始加工時間，若u＝m，則進入步驟4.4，否則，跳轉到步驟4.3.2；若不存在這樣的任務u，則進行步驟4.3.4；

步驟4.3.4：將任務r,r+1,…,s的開始加工時間分別增加min{E_r,…E_u,t_s，s+1}，跳轉到步驟4.3.2；

步驟4.4：按確定的隊列集Q{q₁,q₂,…}及每個隊列的任務開始加工時間計算目標函數F＝∑w'E_j+∑w″T_j，其中w'和w'分別表示任務的提前懲罰和滯后懲罰，T_j表示任務j的滯后時間，求得目標函數的最小值minF＝min{F(q₁),F(q₂),…}，以及minF下的隊列q_i；

步驟5：用優化后的加工任務隊列q_i更新設備端現加工任務隊列，跳轉到步驟2，直到所有任務加工完成。