[发明专利]一种装备制造过程多厂协同调度优化方法

说明书

一、技术领域：

本发明属于自动化技术领域，涉及一种机械装备制造企业生产调度方法，尤其是一种装备制造的过程中多厂之间协同调度的智能优化方法。

二、背景技术：

生产调度环节是装备制造企业生产管理的核心，也是整个企业管理最烦琐和最难管理的环节。生产调度问题一般可以描述为：一项可以分解的工作，在一定的约束条件下，如何安排其组成部分(操作)所占用的资源、加工时间及先后顺序，以获得产品制造时间或者成本等最优。由于生产环境的动态性，生产领域知识的多样性，调度问题的复杂性，必须将人、数学方法和信息技术结合起来进行生产领域管理调度问题的研究。

在当前全球化制造环境下，复杂产品的生产往往由属于相同或不同企业的多个制造厂共同完成。在产品制造过程中，各节点工厂与制造链上(企业内外)其他工厂之间呈现供需关系(supplier-client)或合作关系(partner-partner)，而销售给顾客的产品或服务，其特征和质量在很大程度上取决于制造链上的所有节点制造厂商，如果这些工厂仅以自身的产能情况为依据安排生产，不考虑其上下游的生产状况，往往会造成上游单方面供应过多或不足、以及下游无法及时处理物料或缺料停产等问题，造成制造流程的壅塞或中断，影响整个制造链及其内部各制造资源的性能。由于生产中的不确定性随着对象的增加和资源的分布而进一步加强，因而多厂协同调度是一个比常规调度问题(NP问题)更重要、更棘手的问题。

协同生产调度问题本质上可以归结为一个多对象、多目标的柔性调度问题，可描述为：给定不同时期订单任务的外部需求和市场预测，以及产品的BOM及工艺计划，在各工厂的有限生产能力约束和制造约束(如工艺路线、预定的完成时间、最早开始时间、设备及工艺要求等)条件下对制造任务各工序的执行先后次序进行动态排序，并按照排序的结果给它们分配不同工厂、不同机器上的加工时间，从而使协同作业整体性能目标(包括库存和准备时间、变动生产成本、延迟损失成本等)达到最优。

目前对制造系统生产调度的研究工作大多是针对某个工厂或车间内部的工作安排和资源分配问题，很少考虑工厂之间或车间之间的协同优化调度问题。已申请的关于装备制造系统生产调度方法，如专利申请号为200710192015.2(一种由计算机实现的自适应选择动态生产调度控制系统)的专利申请提出了一种由计算机实现的自适应选择动态生产调度控制系统，由学习器、决策器完成系统状态的检测、学习和调度知识的获取、知识库的更新，以及调度规则的选取；由于知识表达和获取受环境影响较大，规则对与不确定动态变化的适应性不足，因而具有一定的局限性。专利申请号为200810122532.7(基于实时工况的变权式随机调度方法)提出了一种针对显性扰动和隐形扰动等不同类型的扰动采用相应的重调度驱动机制，以处理生产调度过程中随机出现的不确定性问题的调度方法，一定程度上提高车间生产系统对不确定性工况的自适应性和生产调度的敏捷性，但也没有考虑跨工厂的协同调度问题。专利申请号200810039190.2(面向客户需求的车间作业调度系统)则只给出了一个由客户端和服务器端组成适合中小企业的作业调度计算机系统。

专利申请号为200810161655.1(一种ASP模式下企业间生产调度优化方法)涉及了跨企业、多工厂的调度问题，通过ASP平台企业将生产任务发布到ASP外协平台，再利用量子进化算法得到最优的调度方案；由于只是针对多企业(工厂)的“任务——资源”组合进行优化，没有考虑各工厂在制造过程中的协调与同步。

上述现有方法存在的主要缺陷是不能有效处理复杂产品制造过程中各承担制造厂之间的协同与协调，不能合理利用资源、难以实现产品制造过程整体性能最优。

三、发明内容：

1、发明目的：

本发明针对现有制造过程生产调度方法不能有效处理复杂产品制造过程中各承担制造厂之间的协同与协调，不能合理利用资源、难以实现产品制造过程整体性能最优等不足，提出一种操作简单、实现方便、以实现制造过程整体性能最优为目的、能快速得到有效的多厂协同生产调度方案的复杂产品制造过程多厂协同生产调度优化方法。

2、技术方案：

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种装备制造过程多厂协同调度优化方法，其特征在于：所述方法由以下步骤构成：

(1)、建立基于多代理的调度系统模型