[发明专利]一种应用于动态环境下的制造系统派工信息修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种企业生产过程控制方法，尤其是涉及一种应用于动态环境下的制造系统派工信息修正方法。

背景技术

随着经济快速的发展，制造企业之间的竞争越来越激烈，为了应对市场的变化，提高自身的竞争力，制造企业越来越关注如何对车间中复杂多变的生产活动进行高效的调度，在实际的生产中会发生各种随机性的动态事件，比如工件随机到达、机器故障和原材料短缺等，诸如此类动态事件发生常常导致实际的调度环境经常呈现动态的、不稳定的、时变的特性，因此制造系统如何高效的相应动态事件，并做出合理的调度决策也变得非常的重要。

关于调度问题的研究已有60多年，特别是对静态环境下的调度研究特别多，静态调度是指在调度决策时刻，调度环境的各种信息是确定已知的，而且在调度执行的过程中不再发生改变，系统按照派工单进行派工。例如在台湾专利“半导体生产线建模与调度(Modeling and scheduling of a semiconductor wafer fab，编号：TW583560B)中，Fu Li-Chen等人使用有色时延Petri网对半导体生产线建模，基于排队论简化仿真过程以降低仿真时间，并使用遗传算法获得调度规则的组合来调度生产线上的工件。但静态调度的方法大多基于某些理想化的假设，远不能充分反映实际生产环境的复杂性，动态调度则充分考虑调度任务和系统实时的生产状态，对动态事件给予响应。

当原有的派工方案由于各种随机因素而不适用的时候，需要进行修正。修正方法主要分为两类：局部修正方法和全局修正方法。局部修正方法仅仅修正那些受扰动直接影响和间接影响的派工方案。Miyashint和Sycara在基于约束的基础上根据不同的情况选择局部修正的方法，具体包括调整开始加工时间、交换操作和切换到其他可选资源。全局修正方法从扰动点开始更新整个派工方案。Bierwirth和Mattfeld在原派工方案的基础上使用遗传算法生成新派工方案，该方法可以有效的减少重新生成派工方案的计算开销，但可能会导致派工方案有大幅度的变化，在实际的生产中不适用。

派工方案的修正有许多不同的评价指标，这些评价指标大致可以分成三类：有效性评价指标、稳定性评价指标和成本评价指标。有效性评价指标通常使用一些基于时间的指标，比如加工周期，平均延迟，平均资源利用率，最大延迟等。稳定性评价是派工方案修正结果十分重要的评价指标。Wu和Storer等人认为稳定性主要表现在新旧派工方案开始时间的偏差和新旧派工方案各个操作顺序的差异。基于时间的指标不能明显的反映经济效益，一些研究人员提出调度决策需要考虑一些经济性指标，如Shafaei和Brunn提到总成本、WIP数、延迟交货代价和不同任务的收益等评价指标。

作为当今世界上最复杂的制造系统之一，半导体制造系统存在着生产周期长，生产工艺复杂，多重入性设备，生产环境高度不稳定以及多产品同时在线生产等特点。本发明从半导体制造系统出发，设计一种制造系统派工方案的修正方法，以应对实际生产中的动态变化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效提高生产线稳定性的应用于动态环境下的制造系统派工信息修正方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于动态环境下的制造系统派工信息修正方法，用于在设备发生故障时修正派工方案，包括以下步骤：

1)获取原始派工方案，检测故障设备上是否有正在进行加工的任务，若是，则更新各任务的结束时间，若否，则执行步骤2)；

2)获取故障设备k_d的修正终点和修正任务集

3)获取其他设备的修正终点和修正任务集ζ_k，其中，k＝1,2,...,m且k≠k_d，m为设备总台数；

4)根据步骤2)和3)获取最终的修正终点T_p和修正任务集ζ；

5)根据各设备的修正任务集，计算相应的任务空闲时间idleTime；

6)判断T_p是否大于T_max，T_max为最大修正终点时间点，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤12)；

7)判断故障设备是否同时满足以下两个条件：

a)存在互替设备，b)互替设备的idleTime>故障设备的idleTime；

若是，则执行步骤8)，若否，则执行步骤11)；

8)选择故障设备上需要移动的工件、互替设备及所述工件在互替设备上的插入点；