[发明专利]单AGV作业车间调度规则挖掘方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于决策树算法的单AGV作业车间调度规则挖掘方法和系统、电子设备及存储介质。该方法包括：获取单AGV最优调度方案；定义与构造操作调度模式与属性，依据最优调度序列提取样本数据；基于所述样本数据，构建决策树模型；以及利用所述决策树模型，输出IF‑THEN调度规则。本发明通过求解最优调度方案，从最优调度序列中提取样本数据，从而对决策树模型进行训练，获得当前场景下的调度规则，实现同类调度问题的解决。与经典调度规则相比，基于本发明的方法获得的调度规则具有更好的调度效果。

技术领域

本发明涉及工厂调度领域，具体地，涉及一种基于决策树算法的单AGV作业车间调度规则挖掘方法和系统、电子设备及存储介质。

背景技术

AGV作为一种灵活高效的输送设备在制造系统得到广泛应用。作为设备之间物料的衔接，AGV规划与调度直接关系着物料配送的准确性和及时性，进而影响调度系统的生产效率和流畅性。在传统作业车间调度的基础上，研究带AGV搬运的作业车间调度问题更加符合当前智能制造系统，深入了解问题特征对提高生产效率有极大帮助。

在车间调度的研究中，求解方法通常有精确法、元启发式算法、调度规则等。其中精确法可获得小规模问题下界，但在大规模或实时调度环境下，复杂度和时间消耗巨大；元启发式算法能在较短时间内获得较优解，但实时响应调度问题稍差。

调度规则具有实时响应生产实际扰动等优点，被广泛应用于实际生产。但是根据无免费午餐理论，现有调度规则或者基于人为经验的规则只能适用于特定情景，无法获得复杂多变的调度问题的最优解。在带AGV搬运的作业车间调度问题中，传统的调度规则更难获取较优的调度方案，构造并使用调度规则快速生成较优的调度方案，成为车间调度领域中研究的热点问题。因此，本专利致力于基于数据挖掘技术，提出一种能够快速挖掘当前调度环境有效的调度规则的方法。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于决策树算法的单AGV作业车间调度规则挖掘方法和系统、电子设备及存储介质。

第一方面，本发明提供一种基于决策树算法的单AGV作业车间调度规则挖掘方法，包括：

获取单AGV最优调度方案；

定义与构造操作调度模式与属性，依据最优调度序列提取样本数据；

基于所述样本数据，构建决策树模型；以及

利用所述决策树模型，输出IF-THEN调度规则。

进一步地，所述定义操作调度模式，包括：

每次调度决策时，对比候选集中任意两两操作的基础属性，确定具有AGV搬运冲突的工序对。

进一步地，所述操作的属性包括所述操作的基础属性、特征属性和类别属性。

进一步地，所述基础属性包括：工序加工时长、工件剩余加工时长和已加工工序数目；所述特征属性包括两个所述操作之间的比较准备时长、比较工序加工时长、比较工件剩余加工时长、比较工件已加工工序数目，所述特征属性表示两个所述操作的基础属性的差异。

进一步地，所述操作的类别属性包括优先搬运和滞后搬运。

进一步地，所述依据最优调度序列提取样本数据，包括：

根据所述最优调度序列，找出待操作集合中的被选工序，将其他工序作为候选工序；以及

将所述被选工序与具有AGV搬运冲突的候选工序依次对比，记录两两工序不同基础属性的对比和优先关系，从而获得样本数据。

进一步地，所述方法还包括：通过遗传算法获取所述最优调度序列。

第二方面，本发明提供一种基于决策树算法的单AGV作业车间调度规则挖掘系统，包括：