[發明專利]面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202211633961.7
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116224926A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 陸劍峰;徐萌穎;張浩;徐夢霞;韓調娟
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據實際加工工件的工藝路線，建立元胞機網絡模型，獲取各元胞的初始狀態，所述元胞機網絡模型的元胞包括緩存元胞、工位元胞、AGV物流車元胞和工件元胞；

根據各工位初始可加工訂單選擇，遍歷所有可能的首步動作，以不同的首步動作執行以下步驟：

1)判斷所有訂單是否均完成，若是，則結束，獲得一調度最終解，若否，則執行步驟2)；

2)判斷生產狀態是否改變，若是，則基于狀態改變類型執行相應處理，若否，則執行步驟3)，所述狀態改變類型包括工序中斷、緊急訂單加入和加工訂單有工序加工完成；

3)各工位根據當前情況獲取下一步工作；

4)基于元胞基本狀態演化函數更新所有元胞的狀態，返回步驟1)；

獲取所有首步動作對應的調度最終解，選擇最優解，并基于該最優解控制車間生產過程。

2.根據權利要求1所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，所述元胞機網絡模型為參考Petri網形態構建的帶移動粒子的復雜元胞機網絡，各元胞處理的加工訂單為移動粒子。

3.根據權利要求1所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，所述狀態改變類型為工序中斷時，所述相應處理包括：

重新定義所有相關元胞狀態，將未加工完成的訂單優先級提至最高；

將當前工位狀態置為故障；

所述狀態改變類型為緊急訂單加入時，所述相應處理包括：

將所述緊急訂單優先級提至最高；

所述狀態改變類型為加工訂單有工序加工完成時，所述相應處理為啟動物流配送流程，具體包括：

基于AGV物流車的裝載情況、優化目標及預先構建的行為待選集進行AGV物流車的行為選擇優化，直至完成所有工件的運輸。

4.根據權利要求3所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，所述物流配送流程中，涉及多訂單運輸的AGV物流車的車間運輸路線基于遺傳算法優化獲得。

5.根據權利要求1所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，所述各工位根據當前情況獲取下一步工作具體為：

各工件根據優化目標及預先構建的行為待選集，通過優化算法進行行為選擇優化。

6.根據權利要求1所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，所述元胞基本狀態演化函數用于定義元胞狀態隨時間變化的規律，該元胞基本狀態演化函數基于當前元胞狀態、相關元胞狀態以及決策行為確定。

7.根據權利要求6所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，基于各類型元胞在不同加工、行為、時間下的多種參數構建獲得所述元胞狀態。

8.根據權利要求1所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，所述緩存元胞包括原材料倉儲、工位線邊庫存元胞、車間存儲元胞和成品倉儲元胞。

9.根據權利要求1所述的面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化方法，其特征在于，采用周期性訂單輪詢方式判斷所述生產狀態是否改變。

10.一種面向單件小批柔性制造車間的動態調度優化裝置，其特征在于，包括：

動態監控模塊，用于采集車間實時狀態數據；

動態調度優化模塊，用于根據所述車間實時狀態數據，采用如權利要求1-9任一所述的動態調度優化方法，控制車間生產過程。