[發(fā)明專利]一種基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210434312.8
• 申請(qǐng)日: 2022-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN114995301A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫錚;張健琛;徐俊;孫孝飛;梅雪松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)車間設(shè)備組成、車間布局與運(yùn)行邏輯和信息采集與傳輸架構(gòu)構(gòu)建車間設(shè)備通信用局域網(wǎng)，并連接云端；

S2、步驟S1構(gòu)建的局域網(wǎng)通過云端下發(fā)信息，信息包括任務(wù)、任務(wù)優(yōu)先級(jí)和調(diào)度優(yōu)化目標(biāo)；

S3、agent依據(jù)步驟S2下發(fā)的信息，利用可用設(shè)備組建臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，任務(wù)的加工信息僅在當(dāng)前組建的臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送與接收；

S4、根據(jù)步驟S3在臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送與接收的加工信息實(shí)現(xiàn)分布式設(shè)備的局部調(diào)度；

S5、將多個(gè)通過步驟S4進(jìn)行局部調(diào)度的臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)重合，底層車間運(yùn)行設(shè)備依據(jù)分派規(guī)則與優(yōu)先級(jí)，對(duì)多個(gè)任務(wù)的物料加工進(jìn)行安排，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線分布式調(diào)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，步驟S1具體為：

將車間所有的設(shè)備進(jìn)行連接組成局域網(wǎng)，將局域網(wǎng)通過交換機(jī)和路由器與云端連接以實(shí)現(xiàn)信息傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，步驟S2中，任務(wù)優(yōu)先級(jí)分為緊急任務(wù)、較緊急任務(wù)和一般任務(wù)；優(yōu)化目標(biāo)包括最短加工時(shí)間、最小化成本、最小能耗和最小拖期。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，步驟S3中，臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)由局域網(wǎng)內(nèi)部用于某項(xiàng)任務(wù)的所有設(shè)備組成，用于當(dāng)前任務(wù)相關(guān)調(diào)度信息的傳輸，且臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)僅用于當(dāng)前任務(wù)，每個(gè)臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)均收到云端下發(fā)的優(yōu)化目標(biāo)以及對(duì)應(yīng)的調(diào)度規(guī)則，且優(yōu)化目標(biāo)及對(duì)應(yīng)調(diào)度規(guī)則僅適用于當(dāng)前臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，步驟S4中，分布式設(shè)備的局部調(diào)度具體為：

在一個(gè)臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，當(dāng)前設(shè)備在完成后，通過局域網(wǎng)發(fā)送加工完成的信息，所有符合要求的下游設(shè)備接收加工完成的信息，將自身的狀態(tài)信息發(fā)送給當(dāng)前設(shè)備，當(dāng)前設(shè)備依據(jù)自身邊邊緣設(shè)備中所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)規(guī)則，依靠邊緣計(jì)算決策工件的最佳輸出路徑，狀態(tài)信息包括自身的加工參數(shù)、加工狀態(tài)、轉(zhuǎn)運(yùn)所需時(shí)間和當(dāng)前任務(wù)結(jié)束時(shí)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，最佳輸出路徑具體為：

當(dāng)前設(shè)備獲取下一級(jí)設(shè)備的狀態(tài)信息，考慮下一級(jí)設(shè)備中是否有設(shè)備處于空閑狀態(tài)，若有多臺(tái)設(shè)備空閑，則選擇最近的設(shè)備，若無(wú)空閑設(shè)備，則選擇堵塞等待時(shí)間最小的設(shè)備；

當(dāng)前設(shè)備獲取下一級(jí)設(shè)備的狀態(tài)信息，包括轉(zhuǎn)運(yùn)物料時(shí)間、堵塞等待時(shí)間和加工時(shí)間，計(jì)算得到總的延誤時(shí)間，計(jì)算出最佳的工件輸出設(shè)備；

當(dāng)前設(shè)備獲取從下一級(jí)至下N級(jí)的所有設(shè)備狀態(tài)信息，包括轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間、堵塞等待時(shí)間、設(shè)備加工時(shí)間，N可由云端更改；通過進(jìn)化算法或者強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法獲得下一級(jí)至下N級(jí)之間的最佳物料輸出路徑，選取該路徑中第一級(jí)設(shè)備進(jìn)行物料輸送，若出現(xiàn)多條最佳路徑，則隨機(jī)選擇其中一條。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分派規(guī)則的產(chǎn)線分布式調(diào)度方法，其特征在于，步驟S4中，當(dāng)出現(xiàn)需要進(jìn)行緊急查單的情況時(shí)，云端將插單件信息發(fā)送給指定agent，agent組建新的臨時(shí)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備被多個(gè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)占用時(shí)，設(shè)備通過判斷任務(wù)優(yōu)先級(jí)，將加工資源優(yōu)先給予高等級(jí)任務(wù)；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，故障設(shè)備對(duì)上游不進(jìn)行反饋；當(dāng)發(fā)生物料阻塞時(shí)，在并行式產(chǎn)線中，決策設(shè)備考慮下一級(jí)設(shè)備的阻塞情況，依據(jù)調(diào)度規(guī)則進(jìn)行工件輸出；在非并行式的流水產(chǎn)線中，決策設(shè)備評(píng)估一整條支線的阻塞情況；當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)任務(wù)的原材料出現(xiàn)拖期導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備處于空閑狀態(tài)，加工其他任務(wù)中的工件。