[发明专利]一种生产线资源稳健配置方法、系统、设备及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种生产线资源稳健配置方法、系统、设备及可读存储介质，根据待优化生产线建立生产线模型，根据生产线模型建立赋时Petri网模型，获取等待加工的零部件个数、正常情况生产率要求、故障情况生产率要求以及各资源库所的资源单价，采用赋时Petri网模型求解满足系统正常情况下的生产率要求，根据各资源库所的资源单价以成本最小化为优化目标的资源配置，在此资源配置的基础上进行调整，使不可靠资源发生故障时系统的生产率满足故障情况生产率要求，本发明能够快速准确的解决含有不可靠资源的生产线资源稳健配置问题，能够合理配置资源减少成本，提高制造效率，保障制造系统的经济效益和安全稳定，提升企业竞争力，具有良好地通用性。

技术领域

本发明涉及制造系统领域，具体涉及一种生产线资源稳健配置方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术

自动制造系统的制造活动通常表现为利用原料、人力、动力以及设备加工制造出高质量产品的过程。加工过程中路径的灵活选择和资源的合理分配是保障一个自动制造系统可以稳健运行必不可少的两大条件。然而，在制造加工过程中，由于机器老化、观测成本、器械属性、线路损坏等诸多原因，使得系统不可避免的存在一些不可控行为和不可观行为。我们在实际的加工过程中，一个简单的系统需要的进程都是非常庞大而且更为复杂，由于一个不可靠资源的故障损坏，使得整个进程陷入停滞，导致加工进程紊乱，从而使得系统全面停工，造成严重安全事故，此时所遭受的经济损失以及对企业造成的负面影响将是无法估量。所投入的人力财力更是巨大，如果制造系统在发生突发状况后不能稳健运行，造成的损失将是不可估计的。因此针对制造系统中存在不可靠资源的资源配置方法，能够减少成本，提高制造效率，保障制造系统的经济效益和安全稳定，提升企业竞争力。目前对该问题的研究大部分是在单类不可靠资源的系统分析，对于多类不可靠资源分析，其分析难度将大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产线资源稳健配置方法、系统、设备及可读存储介质，以克服现有技术的不足。

一种生产线资源稳健配置方法，包括以下步骤：

S1，根据待优化生产线建立生产线模型，根据生产线模型建立赋时Petri网模型；

S2，获取等待加工的零部件个数、正常情况生产率要求、故障情况生产率要求以及各资源库所的资源单价；

S3，采用赋时Petri网模型求解满足系统正常情况下的生产率要求，根据各资源库所的资源单价以成本最小化成本为优化目标的资源配置；

S4，对满足系统正常情况下的生产率要求的资源配置根据资源库所中不可靠资源进行调整，使该不可靠资源发生故障时系统的生产率满足故障情况生产率要求，即可完成生产线资源稳健配置，生成配置结果。

进一步的，建立的赋时Petri网模型为(N,θ)，θ表示T中所有变迁的触发时间向量，T是Petri网中变迁的集合，F∈(P×T)∪(T×P)表示有向弧集合，W:(P×T)∪(T×P)→N，表示各个有向弧的权值。

进一步的，库所包括空闲库所，传输库所和资源库所；其中空闲库所p₀中至少包含一个单位托肯，即N(p₀)≥1，N(p₀)表示等待加工的零部件个数；传输库所是指系统在加工过程中托肯传输的存储点；资源库所是指在加工过程中提供资源，其数目表示可以利用的资源数目。

进一步的，根据建立的赋时Petri网模型，生成前置关联矩阵Pre和后置关联矩阵Post，关联矩阵C＝Post-Pre，变迁的触发时间向量θ。

进一步的，在满足系统正常情况生产率要求β₀的情况下，合理配置各资源库所的资源数量即托肯数量，使得成本最小化；系统正常情况下满足生产率要求的资源配置的最优化目标是成本最小化，即目标函数为f_i表示资源库所的资源单价。