工艺规划柔性评价及其在生产调度中的应用

多工艺规划是提高制造系统运行柔性的有效方法。在规则调度中,系统运行柔性与各决策点所选的加工操作有关。定义了多工艺规划柔性概念;研究了多工艺规划间的相互关系及其对系统运行柔性的影响;讨论了多工艺规划柔性评价指标;提出一种操作优先级判据,实现了多工艺规划中不同操作的优先级排序,并用于规则调度。仿真实验表明,根据该判据,调度系统在每一决策点能优先选择使系统运行柔性较大的加工操作,从而提高系统的运行性能。

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第 8卷 第 8期

2002年 8月

计 算 机 集 成 制 造 系 统 一 c MS I

Co p e nt g a e a m ut r I e r t d M nuf c urng Sy t m s at i se

Vo1 8 . No.8

Aug.2002

文 章 编 号 :0 6 5 1 ( 0 2 0 — 0 1 —0 10 — 9 1 20 )8 62 4

工 艺 规 划 柔 性 评 价 及 其 在 生 产 调 度 中 的应 用

孙容磊 , 有 伦 , 润 生 , 熊 杜 丁

( 中科 技 大 学 机 械 学 院 , 北 华 湖 武汉

4 07) 3 0 4

要 : 工 艺 规 划 是 提 高 制 造 系 统 运 行 柔 性 的 有 效 方 法 。在 规 则 调 度 中 , 统 运 行 柔 性 与 各 决 策 点 所 选 的 多 系

加 工 操 作 有 关 。定 义 了 多 工 艺规 划 柔 性 概 念 ; 究 了多 工 艺 规 划 间 的 相 互 关 系 及 其 对 系 统 运 行 柔 性 的 影 响 ; 论 研 讨 了多 工 艺 规 划 柔 性 评 价 指 标 ; 出一 种 操 作 优 先 级 判 据 , 现 了 多 工 艺 规 划 中 不 同操 作 的 优 先 级 排 序 , 用 于 规 则 提 实 并 调 度 。仿 真 实 验 表 明 , 据 该 判 据 , 度 系 统 在 每 一 决 策 点 能 优 先 选 择 使 系 统 运 行 柔 性 较 大 的 加 工 操 作 , 而 提 高 根 调 从

系统的运行性 能 。 关 键 词 : 产 调 度 ; 态 调 度 ; 艺 规 划 ; 性 生 动 工 柔 中 图分 类 号 : TH1 3 6 文献标 识码 : A

0 引 言

随 着 人 工 智 能 技 术 的发 展 , 于 规则 的 生 产 调 基 度 得 到 广 泛 应 用 。 大 量 的 仿 真 及 实 际 应 用 研 究 表 明 , 对 特定 制 造 系 统 、 产 任 务 以及 调 度 目标 , 针 生 只 要 选择 合 适 的调度 规 则 ( 规 则 组 合 ) 即 可 获 得 满 或 , 意 的 系统 性 能 I 。 由 于规 则 调 度 具 有 动 态 特 性 与 j ] 分 布 特性 , 有 效 地 与 多 智 能 体 ( l — a e t 技 能 mut i g n) 术 相 结 合 。 , 而 产 生 了基 于 多 智 能 体 结 构 的 动 态 。 从 ] 生 产调 度 系统 , 解 决 复 杂 时 变 系 统 的动 态 调 度 问 为 题 提供 了一 种 新 的有 效 解 决方 案 j 。 基 于 多 智 能 体 结 构 的动 态 规 则 调 度 , 质 上 是 本

制造 系统 约 束 条 件 一 般 可 分 为 两 类 : 与 设 备 ①

关 联 的约 束 条件 , 如设 备 加 工 能力 、 类 、 量 等 ; 种 数 ②

与 零 件关 联 的 约 束 条 件 , 工 艺 规 划 等 。放 松 与 设 如 备 关 联 的约 束 条件 , 味着 提 高 设 备 性 能 或 增 加 新 意 设 备 ;

松 与零 件关 联 的约 束条 件 , 味着 提供 多 种 放 意 工 艺 规划 方 案 。研 究 表 明 , 论 放 松 哪 一 类 约 束 条 无 件 , 能 提 高制 造 系统 性 能 。但 是 , 都 放松 与 零件 关 联 的约 束条 件 , 仅 成 本低 , 且 极 大地 提 高 了制 造 系 不 并 统 的柔性 , 提高 了制 造 系统 对 不 可 预 见 因 素 的 适应 能 力 与 快 速 响应 能 力 , 而 引 起 一 些 研 究 者 的 重 因

视 ~ 。

Ki 等 提 出 一 种 基 于 协 商 机 制 的 支 持 多 工 m

艺 规 则 的 调 度 系 统 。 每 次 协 商 中 , 件 的 多 个 工 艺 工

个 多 级 决 策 过 程 , 级 决 策 过 程 中 , 能 体 每 智 (g n ) 据 当前 自身 状态 及 环 境 状 态 , 局 部 知 识 a e t根 在

规划 具有 相 同优先 级 , 体 选择 哪一 个 工艺 规 划 , 具 由 加 工 设备 根 据竞 价 机 制 决 定 。G n y等 ] 发 了一 id 开 个 工 艺规 划 、 产 调 度集 成 系统 , 生 他们 的主 要贡 献 在

库 的 引 导下 , 择 一 个合 适 的 决策 , 其 目标 函数 最 选 使

优 。多 个智 能 体 间一 般 采 用 竞 争 一 协 商 机 制 , 同 共 完 成 指定 生 产 任 务 并 尽 量 满 足 预 期 的 调 度 目标 , 根 据 约 束 优化 理 论 , 果放 松 约 束 条件 , 如 问题 的解 空 间

于用 资源 要 素 描述 设 备 加工 能 力 。在通 用 工艺 规 划 中 , 工 操 作仅 与 资 源要 素 相关 联 , 加 而不 与 具体 加 工

设 备 相关 联 , 而 使 工 艺 规 划 具 有 更 好 的 通 用 性 。 因

随之 增 大 , 而能 更 好地 满 足 调 度 目标 , 高制 造 系 因 提

统性能。

收 稿 日期 : 0 1 1 — 0 ; 订 日期 : 0 2 3 I 。 20 — 1 5修 2 0 —0 一 8

在 多 工艺 规 划 的利 用 上 , 其方 法 与 Ki 等 研 究 基 本 m

基 金项 目 : 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 9 9 4 0 ; 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 9 8 0 4 ; 5907 )国 5 9 5 0 ) 国家 8 3 C MS主 题 资 助 项 目(0 I 6/ I 2 0 AA4 2 4 ) 1 10 。 作 者简介 : 容 磊(93 , , 北省武汉市人 , 中科技大学机械 学院博士研 究生 , 要从事生 产调度 、 器学 习 、 能控制等研 究。 孙 1 6 ~) 男 湖 华 主 机 智

E— malr nge@ mal u t e u c i:o li i .h s. d . n。

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