[发明专利]一种面向设备突发大故障的生产线风险调度方法有效

专利信息
申请号: 201910437500.4 申请日: 2019-05-24
公开(公告)号: CN110245842B 公开(公告)日: 2022-11-25
发明(设计)人: 李波;张熙 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: G06Q10/06 分类号: G06Q10/06;G06Q50/04
代理公司: 电子科技大学专利中心 51203 代理人: 闫树平
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 面向 设备 突发 故障 生产线 风险 调度 方法
【说明书】:

本发明涉及生产线调度领域,尤其是涉及一种面向设备突发大故障的生产线风险调度方法。本发明通过在生产线设备故障风险的评估过程中考虑了生产线设备突发大故障的影响,通过引入突发大故障健康状态,使得采用的风险评估方案能够更准确评估生产线设备风险;通过建立生产线设备健康状态模型,明确生产线设备突发大故障状态在整个生产线设备健康状态所占的权重,通过线性加权综合评估生产线设备风险;改进的差分局部算法在保持原有搜索方法优点的同时,增加了个体的多样性,有效防止搜索陷入局部最优解。本发明能够考虑生产线设备突发大故障带来的风险,实现生产线的多目标风险调度。

技术领域

本发明涉及生产线调度领域,尤其是涉及一种面向设备突发大故障的生产线风险调度方法。

背景技术

由于现代制造系统机电生产线设备的复杂性,加之生产过程中材料和生产线设备部件不可预测的失效等诸多不确定性,现实生产中会随机出现生产线设备突发大故障。这种生产线设备突发大故障虽然发生概率低,但一旦发生就会带来严重的生产线设备非计划停机或重大产品事故,从而降低生产能力、严重扰乱正常生产计划的执行、延迟交货期。

南京信息工程大学的中国专利公布号CN104635772A,公布日为2015年5月20日,发明名称为“一种制造系统自适应动态调度方法”,该方法虽然能面对动态生产环境实现自适应动态调度,但未能综合考虑生产线设备突发大故障发生的概率与严重程度,难以反应制造系统的实际运行风险水平,更不能从安全、经济和风险的全局视角进行统筹协调给出规避风险的调度策略。

发明内容

针对生产线设备突发大故障是一种发生概率低但影响大的极端风险以及其具有累积性特点,为克服现有风险评估方法难以反应生产线设备的实际运行风险水平的缺点,本发明提供了一种面向设备突发大故障的生产线风险调度方法。

一种面向设备突发大故障的生产线风险调度方法,该方法包括以下步骤:

1)建立基于隐马尔可夫模型的生产线设备健康状态评估模型;所述生产线设备健康状态包括健康、亚健康、正常、异常、常规故障、突发大故障状态;

2)根据步骤1的生产线设备健康状态评估模型获取生产线设备处于突发大故障状态的概率;

3)度量生产线设备常规故障风险和突发大故障的风险,根据步骤2获取的生产线设备处于突发大故障状态概率,基于线性加权综合评估生产线设备故障风险;

4)围绕步骤3获取的生产线设备风险性及其经济性两者关系进行分析,构建一种多目标风险调度模型;

5)结合差分进化方法和多目标非支配遗传算法,优化步骤4建立的多目标风险调度模型,得到生产线的最终调度方案。

所述的步骤1)具体为:

1.1)采用分段K-means方法进行模型参数的初始化,通过不断迭代模型聚

类中心,获得隐马尔可夫模型初始化参数λ,即λ=(π,A,B)。

式中π表示初始状态分布向量,A表示状态转移概率分布矩阵,B表示观察值概率矩阵。

1.2)输入生产线设备性能参数跟踪数据,训练模型参数,直至使观测序列O的概率的值最大,且模型参数收敛为止,此时的模型为所求的隐马尔科夫链。

所述的步骤2)具体为:

利用Forward-Backward算法,计算出生产线设备在t时刻处于状态θi的概率:

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