[发明专利]一种生产车间作业自适应调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造业企业车间生产调度领域，更具体地，涉及一种生产车间作业自适应调度方法及装置。

背景技术

目前制造业面临升级转型的迫切需求，而信息技术是企业实现升级转型的重要手段。在企业制造车间采用信息技术实施管理系统，如企业资源计划ERP(Enterprise Resource Plan)、制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)等系统，以提高生产效率，也已经在很多企业得到实施。这些系统多含有计划和调度模块APS(Advanced Planning and Scheduling)对生产过程进行排产和优化，然后下达到车间执行。

但是，在实际生产中，APS按照一定规则或智能算法制定的生产计划，属于传统离线调度计划，存在以下挑战：制造系统的调度优化机制是采用离线、非自适应方式，无法适应车间瞬息万变的意外事件的发生。因此，在调度计划下达到车间后，往往无法匹配订单变化和人员、设备、物料等各种资源的实时状态，因此执行过程中存在滞后、不一致、不协调的问题。在企业生产规模急剧扩大进入大批量生产模式的情况下，问题更加突出，这对制造业生产过程的管理是一个共性难题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的克服生产执行过程中存在的滞后、不一致、不协调的问题，提供一种生产车间作业自适应调度方法。

本发明的进一步目的是克服生产执行过程中存在的滞后、不一致、不协调的问题，提供一种生产车间作业自适应调度装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种生产车间作业自适应调度方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将生产车间划分为多层的树形结构，将调度计划参数和最大允许偏离度阈值从上到下层层分解下达到各节点；

S2：获取各叶子节点的调度计划参数和执行状态参数，根据各叶子节点的调度计划参数和执行状态参数通过偏离度度量算法计算各叶子节点的执行偏离度；

S3：将各叶子节点的执行偏离度与各叶子节点的最大允许偏离度阈值进行比较，如果执行偏离度未超过最大允许偏离度阈值则继续执行当前调度计划，如果执行偏离度超过最大允许偏离度阈值则计算该叶子节点的上级节点的执行偏离度；

S4：将该上级节点的执行偏离度的该上级节点的最大允许偏离度阈值进行比较，如果执行偏离度未超过最大允许偏离度阈值则在本上级节点的范围内调整调度计划，如果执行偏离度超过最大允许偏离度阈值则继续计算更上级节点的执行偏离度；

S5：则重复步骤S4直到更上级节点的执行偏离度未超过该更上级节点的最大允许偏离度阈值，在该更上级节点的范围内调整调度计划。

在一种优选的方案中，所述树形结构除根节点外，其余节点有且只有一个父节点。

在一种优选的方案中，所述调度计划参数的向量表示为<JID,EID,a1,a2,…,a1n>,执行状态参数的向量表示为<JID,EID,a1',a2',…,a1n'>,其中JID,EID分别表示生产作业编号、生产设备，<a1,a2,…,a1n>调度计划下达的计划参数，<a1',a2',…,a1n'>表示执行完成后采集的执行参数。

在一种优选的方案中，所述的偏离度度量算法采用点集之间距离的函数映射表示，方法为：

将调度计划参数和执行状态参数的除JID、EID以外的参数分别映射到n维空间的一个点，调度计划状态点集表示为A{<a1,a2,…,an>|<JID,EID,a1,a2,…,an>}，执行状态点集表示为B{<a1',a2',…,an'>|<JID,EID,a1',a2',…,an'>}，在这个n维空间计算调度状态映射点集和执行状态映射点集之间距离的函数映射来表示执行偏离度。

在一种优选的方案中，所述偏离度度量算法采用Hausdorff距离H(A,B)来表示执行偏离度，执行偏离度通过以下公式计算：

H(A，B)＝g(x)h(A，B)