[發明專利]大件加工車間天車調度優化方法

在審

• 申請號: 201510458023.1
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN105117791A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 劉設;王世杰;任會之;臧鵬飛
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 許宇來

技術領域

本發明屬于天車調度技術領域，尤其涉及一種大件加工車間天車調度優化方法。

背景技術

大件加工車間天車調度是典型的復雜多維離散動態系統，難以進行準確的數學描述和直接求解，對于這樣一個NP難的多機多任務調度問題，很難用結構化的方法來解決。天車是大件加工車間主要的物料搬運方式，是完成生產物流、支持生產計劃的必不可少的設備。天車調度作為車間生產調度的重要組成部分，是車間生產工序間物料匹配、銜接、調控的樞紐，合理、有效地進行天車調度，有助于提高車間工序的生產效率，為上層生產調度的實施奠定基礎，并對提高生產系統整體效益起著至關重要的作用。

專利申請號：201110257594.0，名稱為“一種天車全自動調度系統”，包括調度模塊、通信模塊和控制執行模塊；其中調度模塊運行在車間控制室的上位機上，根據天車既定的生產工藝流程設計相應的調度算法，自動計算天車運行軌跡；并通過通信模塊發送調度命令至控制執行模塊；控制執行模塊接收調度模塊發送的調度命令，進行命令解析，根據解析出的具體的命令控制天車執行相應的動作，并反饋執行結果至調度模塊，實現工業生產車間內多臺天車的調度。

專利申請號：201310634924.2，名稱為“一種面向半導體生產線搬運系統多天車協調調度方法”，其步驟包括：當搬運系統規劃出天車移動路線后，檢路線內是否存在其它天車。若不存在，直接發送移動命令讓天車移動到目的地。若存在其它天車，天車是空閑狀態時，則計算出當前天車遠一點的安全位置，讓空閑天車移動至安全位置。天車己有移動任務時，則當前天車移動至與其它己有移動任務天車安全位置后在進行移動調度。使用迭代方式重復上述過程對相關天車進行移動控制，保證多臺天車在不發生碰撞的情況下，同時進行搬運任務。

專利申請號：201110257998.X，名稱為“一種天車一體化控制系統”，包括通信模塊，用于一體化控制模塊與外界進行通信，并將電壓信號轉換為電流信號實現通信線路上穩定傳輸的抗干擾信號；一體化控制模塊，用于接收外界發出的控制命令，進行命令解析，并將解析出的具體命令發送至控制電路；同時向外界反饋動作執行結果；控制電路，用于執行一體化控制模塊解析出的調度命令，根據一體化控制模塊特定端口的不同輸出狀態控制特定的執行設備動作，實現工業車間中天車的一體化控制。

車間天車調度作為車間作業調度問題的核心問題，目前的調度方法往往缺乏高效性、全局性、穩定性和安全性，提出一種基于免疫遺傳算法的仿真模型評估和優化天車調度方法，該模型結合過程仿真與啟發式算法，根據天車作業跨的工位與天車位置關系進行模型空間抽象，用可變的天車任務優先級有效解決搭建加工車間天車調度過程中由于空間約束導致的多機多任務沖突。

天車調度優化方法應考慮以下問題：

(1)天車運行受空間約束：由于天車設備建成以后不能改變，所以天車運行受現有軌道的限制，作業必須在給定軌道內執行；若多臺天車在同一軌道上完成調運任務，天車之間必須滿足安全距離的要求。

(2)任務唯一性約束：天車一旦開始執行某個搬運任務，通常不能暫時中止該任務轉而執行其它搬運任務，同一時刻只能給一輛天車分配一個作業任務。

(3)天車執行搬運任務時具有優先性：天車設備本身不具備優先性差異，但受不同搬運任務的工序安排、時間要求、物流狀態等因素的影響在執行不同生產任務時具有不同的優先級別。

(4)天車具有被動運輸性：天車在另一臺天車的驅使下放棄當前的工位或目標工位而隨該天車運行。

(5)安全約束：相鄰天車需要保持一定的安全距離。在天車運行中，因為要躲避相鄰天車，還可能產生如圖1所示的天車被動移動(包括載荷被動移動和空載被動移動)。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種可有效提高車間工序的生產效率、輔助加工車間天車調度的大件加工車間天車調度優化方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括以下步驟：

1)確定生產作業計劃，把天車調度的每個任務抽象成任務事件；

2)確定天車間的作業分配并排定每個天車的作業順序，按計劃中各作業任務的運行區間的位置關系，對天車的運行過程進行仿真；

3)表征天車在不同時刻的空間位置，判斷天車之間是否存在空間沖突；

4)通過仿真運行過程評價天車調度方案是否可行或優化，仿真結果提供給調度算法新的反饋值；引入如下符號體系：

C：天車集合，C＝{1，2，...，M}；

Ω：天車操作集合，Ω＝{1，2，...，N}；