專利名稱：復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下的基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，尤其是復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下的基 于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度在現(xiàn)代機(jī)械制造、加工等行業(yè)中有著舉足輕重的作用。 它為企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，在保證質(zhì)量的情況下，按定單交貨期的約束按時(shí) 交貨，成為決定企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素。
調(diào)度問題分為靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度問題。靜態(tài)調(diào)度問題是指所有有待安 排加工的工作均處于待加工狀態(tài)，因而進(jìn)行一次調(diào)度后，各工件的加工順序 都被確定，在以后的加工過程中就不再改變。動(dòng)態(tài)調(diào)度是指工件依次進(jìn)入待 加工狀態(tài)，各種工件不斷進(jìn)入系統(tǒng)接受加工，同時(shí)又不斷有完成了加工的工 件離開。因此動(dòng)態(tài)調(diào)度要根據(jù)系統(tǒng)中工件的狀況，不斷地進(jìn)行調(diào)度。實(shí)際的 制造系統(tǒng)中多數(shù)是Job Shop型，而且往往是動(dòng)態(tài)變化的。
由于需要考慮作業(yè)環(huán)境中不斷出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)，如作業(yè)的加工超時(shí)、設(shè) 備的損壞等。因此，動(dòng)態(tài)調(diào)度要根據(jù)系統(tǒng)中作業(yè)、設(shè)備等的狀況，不斷地進(jìn) 行基于事驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度。而動(dòng)態(tài)調(diào)度算法(如規(guī)則調(diào)度)是啟發(fā)式算法，不 能實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)調(diào)度，在很多情況下甚至不能對(duì)最終的全局調(diào)度進(jìn)行評(píng)估。
因此一些研究者提出靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度相結(jié)合的方法，如滾動(dòng)調(diào)度和 被動(dòng)調(diào)度相結(jié)合等，初始全局靜態(tài)調(diào)度能夠?qū)σ欢螘r(shí)間內(nèi)的工件進(jìn)行全局調(diào) 度，使得調(diào)度結(jié)果具有宏觀上的全局優(yōu)化意義。而在動(dòng)態(tài)調(diào)度時(shí)，根據(jù)靜態(tài) 調(diào)度的結(jié)果，作進(jìn)一步的調(diào)度。由于全局靜態(tài)調(diào)度向車間定期提前釋放定單，
使得調(diào)度者可以預(yù)知部分未到達(dá)工件的信息。有預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)調(diào)度算法在每個(gè) 決策時(shí)刻充分利用對(duì)未來信息的預(yù)測(cè)，相對(duì)沒有預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)算法可以改善調(diào) 度的全局性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng) 態(tài)調(diào)度方法，主要解決現(xiàn)有車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度中在給定全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果的 前提下，如何對(duì)不同事件進(jìn)行快速響應(yīng)的問題。該系統(tǒng)從ERP系統(tǒng)中導(dǎo)入需 求、庫(kù)存等數(shù)據(jù)，并獲得訂單的全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果。當(dāng)工廠產(chǎn)生事件時(shí)，該 系統(tǒng)根據(jù)ERP系統(tǒng)傳入的事件信息，對(duì)事件作出響應(yīng)，并反饋給ERP系統(tǒng)。
這使得工廠實(shí)際加工情況盡量接近工單排程計(jì)劃優(yōu)化方案的同時(shí)，能夠根據(jù)
工序約束情況，針對(duì)設(shè)備故障恢復(fù)、物料上線延期、工時(shí)匯報(bào)、排程方案更
新等不同的事件，給出不同的優(yōu)化調(diào)整策略，生成派工指令及預(yù)警信號(hào)。
一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在
于所述方法包括以下步驟
① 服務(wù)器獲取初始全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果，動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列，直到獲取可 處理事件。
② 服務(wù)器對(duì)所獲事件進(jìn)行分析處理，獲得待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合及設(shè)備 組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
③ 服務(wù)器對(duì)待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行物料確定，進(jìn)一步獲得物料滿足的 動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
④ 服務(wù)器對(duì)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，在客戶端反 饋動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)果。
所述步驟①中動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列，是通過持續(xù)重復(fù)以下動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的采 用每隔一定的系統(tǒng)時(shí)間單位，掃描一次事件隊(duì)列。
所述步驟①中的動(dòng)態(tài)調(diào)度事件包括工時(shí)匯報(bào)事件、工序時(shí)間監(jiān)控事件、
當(dāng)前設(shè)備產(chǎn)能突然少量增加事件、當(dāng)前物料能力突然少量增加事件、獲得全
局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果事件。
所述工時(shí)匯報(bào)事件，是指工單的一個(gè)工序加工完畢所產(chǎn)生的事件，且該
工序所在加工設(shè)備組上其它工序參與動(dòng)態(tài)調(diào)度，該工序若存在同工單下道工
序，則也參與動(dòng)態(tài)調(diào)度。
所述工序時(shí)間監(jiān)控事件，是指系統(tǒng)存在一個(gè)監(jiān)控時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列，該隊(duì)列 中首個(gè)工序的計(jì)劃開工時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的差值等于某個(gè)閾值所產(chǎn)生的事件；
所述時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列存放著部分參與全局靜態(tài)調(diào)度的工序，且該隊(duì)列在不 同事件的處理過程中，將進(jìn)行相應(yīng)更新。
所述當(dāng)前設(shè)備產(chǎn)能突然少量增加事件，是指對(duì)故障設(shè)備修復(fù)、采購(gòu)獲得 新設(shè)備、工作日開始時(shí)刻設(shè)備開機(jī)等各項(xiàng)原因?qū)е碌脑O(shè)備產(chǎn)能突然少量增加 事件。
判斷"少量"的依據(jù)，是通過與某個(gè)閾值進(jìn)行比較獲得的。
所述當(dāng)前物料能力突然少量增加事件，即當(dāng)某物料能力比預(yù)期的更大所 產(chǎn)生的事件，系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，使得受此物料限制的工序得以派工。
所述獲得全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果事件，即若系統(tǒng)外部要對(duì)全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果 進(jìn)行修改，則需要將修改的結(jié)果作為一個(gè)事件輸入到系統(tǒng)。
所述全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果的輸入與更新是通過事件的形式傳入系統(tǒng)若該 全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果沒有更新，則在處理其它事件時(shí)，都是使用原全局靜態(tài)調(diào) 度結(jié)果。
所述步驟①中獲取可處理事件，是按照"先進(jìn)先出"原則依次讀取事件 隊(duì)列中的一個(gè)事件。
所述步驟②中待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合，是在參與全局靜態(tài)調(diào)度中的各設(shè) 備組中，挑選出于由本次事件引發(fā)的需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度的設(shè)備組；當(dāng)事件處理完 畢，則對(duì)應(yīng)的待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集將被清空。
所述步驟②中設(shè)備組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合，是指當(dāng)前時(shí)刻所有參與全 局靜態(tài)調(diào)度的設(shè)備組上進(jìn)入動(dòng)態(tài)調(diào)度窗口的工序，按照加工設(shè)備組不同，組 成的各集合；該集合在事件過程中會(huì)被更新，但在事件處理完畢時(shí)，仍然會(huì) 存在，作為下次事件處理的對(duì)象。
所述步驟③中物料確定是指待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合中設(shè)備組的待動(dòng)態(tài)調(diào) 度工序集合中每一道工序，根據(jù)庫(kù)存物料情況，為其分配物料；若該工序物 料不足，則不參與動(dòng)態(tài)調(diào)度。
所述步驟④中對(duì)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度是指，依 次對(duì)待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合中每個(gè)設(shè)備組的物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合 進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度對(duì)每個(gè)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合，需要按照計(jì)劃開工 時(shí)刻對(duì)工序排序，在滿足約束的前提下，優(yōu)先對(duì)排在較前面的工序進(jìn)行派工； 若有工序由于約束的限制，必須盡快派工，而設(shè)備組產(chǎn)能不足時(shí)，需要替代 設(shè)備組。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了根據(jù)全局靜態(tài)調(diào)度的結(jié)果，針對(duì)工廠實(shí)時(shí)發(fā)生的不同事件 進(jìn)行動(dòng)態(tài)重調(diào)度。全局靜態(tài)調(diào)度為在動(dòng)態(tài)調(diào)度進(jìn)行之前確定工單滾動(dòng)進(jìn)入預(yù) 測(cè)窗口的順序而對(duì)調(diào)度問題中全體工單用某種規(guī)則進(jìn)行的初始排序。全局靜 態(tài)調(diào)度是對(duì)未來的一個(gè)宏觀上較長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)，保證動(dòng)態(tài)調(diào)度滿足約束的能力
及優(yōu)化性能，是對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)度的指導(dǎo)。而動(dòng)態(tài)調(diào)度是根據(jù)實(shí)際情況對(duì)全局靜態(tài) 調(diào)度的結(jié)果作進(jìn)一步的調(diào)整和細(xì)化，彌補(bǔ)了全局靜態(tài)調(diào)度在未來信息不可知 情況下，調(diào)度結(jié)果偏離實(shí)際的缺陷，動(dòng)態(tài)調(diào)度中的全局調(diào)度性能也將以初始 可行調(diào)度的性能為基準(zhǔn)進(jìn)行比較。這樣，就使得設(shè)備資源的分配更為合理， 有效提高了企業(yè)利用生產(chǎn)資源的效率，降低生產(chǎn)成本，并最大程度滿足生產(chǎn) 所需的各類約束條件。
圖1是應(yīng)用了一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方 法的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明方法中一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài) 調(diào)度方法流程示意圖3是本發(fā)明方法中動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列仿真模型示意圖4是本發(fā)明方法中事件分析處理流程示意圖5是本發(fā)明方法中對(duì)待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行物料確定流程示意圖； 圖6是本發(fā)明方法中動(dòng)態(tài)調(diào)度流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。 本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)基于如圖1所示的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，服務(wù)器從各終端及數(shù) 據(jù)庫(kù)獲取所需信息，然后在服務(wù)器端根據(jù)工廠加工狀況，作實(shí)時(shí)車間調(diào)度， 防止違法加工工藝等諸多約束的情況發(fā)生，生成實(shí)時(shí)派工指令處理，反饋給 各客戶端。
在終端、服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫(kù)的硬件選擇時(shí)，客戶端的功能主要是客戶端可
以采用通用的PC機(jī)，也可以是多臺(tái)獨(dú)立的小型服務(wù)器構(gòu)成，其基本要求是具
有一定的運(yùn)算能力、輸入輸出功能、以及將運(yùn)算結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳輸出去的功 能，并能夠接受遠(yuǎn)程服務(wù)器運(yùn)算的結(jié)果。
客戶端的基本配置為
計(jì)算機(jī)主機(jī)PIII 500 MHZ以上；
記憶容量256MB以上；
硬盤空間20 GB以上；
顯示器1024x768真彩色顯示器，建議使用1280x1024或更高配置； 磁盤需求16倍速以上之CD-R0M或DVD-ROM;
當(dāng)工廠規(guī)模不大時(shí)，服務(wù)器端可以采用通用的PC機(jī)，但建議采用大型服 務(wù)器以適應(yīng)大型加工企業(yè)，其基本要求是具有較好的運(yùn)算性能、具有較強(qiáng)的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及維護(hù)能力，網(wǎng)絡(luò)傳輸高效穩(wěn)定。
服務(wù)器端的基本配置為
計(jì)算機(jī)主機(jī)Celon 2.66G以上；
記憶容量1GB以上； 硬盤空間160GB以上；
顯示器1024x768真彩色顯示器，建議使用1280x1024或更高配置； 磁盤需求16倍速以上之CD-ROM或DVD-ROM;
數(shù)據(jù)庫(kù)采用ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)也支持如SQL Server等數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)方法如圖2所示，包括以下步驟
1、請(qǐng)參閱圖3，服務(wù)器動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列，直到獲取可處理事件，各步 驟的具體細(xì)節(jié)描述如下
服務(wù)器動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列，采用每隔一定的系統(tǒng)時(shí)間單位，掃描一次事 件隊(duì)列。該過程不斷循環(huán)直到事件隊(duì)列中監(jiān)測(cè)到事件，繼續(xù)下一步驟。本發(fā)
明中，動(dòng)態(tài)調(diào)度事件主要包含
(1) 工時(shí)匯報(bào)事件，即當(dāng)某工單的某工序加工完畢。動(dòng)態(tài)調(diào)度需要利用 產(chǎn)能釋放的設(shè)備。
(2) 工序時(shí)間監(jiān)控事件，即系統(tǒng)監(jiān)控時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列中首個(gè)工序的的計(jì)劃 開工時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的差值是否等于某個(gè)閾值。該事件用以解決工 時(shí)匯報(bào)無法將所有工單的所有工作派工完畢的問題，如工單首道工 序無法通過前工序工時(shí)匯報(bào)而動(dòng)態(tài)調(diào)度的問題，或某工序雖然由于 前工序工時(shí)匯報(bào)而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，但無法派工(動(dòng)態(tài)調(diào)度失敗)之 后，無法再次啟動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)度的問題。
(3) 當(dāng)前設(shè)備產(chǎn)能突然少量增加事件。即對(duì)故障設(shè)備修復(fù)、采購(gòu)獲得新 設(shè)備、工作日開始時(shí)刻設(shè)備開機(jī)等各項(xiàng)原因?qū)е碌脑O(shè)備產(chǎn)能突然少 量增加事件，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，以利用該部分增加的設(shè)備產(chǎn)能，并且 判斷"少量"的依據(jù)，是通過與某個(gè)閾值進(jìn)行比較獲得的。(設(shè)備產(chǎn) 能大量增加或產(chǎn)能減小，則需要重新進(jìn)行全局靜態(tài)調(diào)度，該過程不 在本系統(tǒng)中考慮。)
(4) 當(dāng)前物料能力突然少量增加事件。即當(dāng)某物料能力比預(yù)期的更大時(shí)， 進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，使得受此物料限制的工單得以派工。并且判斷"少 量增加"的依據(jù)，是通過與某個(gè)閾值進(jìn)行比較獲得的。(物料能力大 量增加或能力減小，則需要重新進(jìn)行全局靜態(tài)調(diào)度，該過程不在本 系統(tǒng)中考慮。)
(5) 獲得全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果事件。動(dòng)態(tài)調(diào)度的前提是，必須要有全局靜
態(tài)調(diào)度的結(jié)果。若系統(tǒng)外部要對(duì)全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行修改，則需 要將修改的結(jié)果作為一個(gè)事件輸入到系統(tǒng)。系統(tǒng)接收的全局靜態(tài)調(diào)
度的結(jié)果，即每個(gè)工單的每道工序已經(jīng)分配不同設(shè)備組加工，并且
其計(jì)劃開工時(shí)刻和計(jì)劃完工時(shí)刻確定。該結(jié)果將在動(dòng)態(tài)調(diào)度中進(jìn)一
步調(diào)整，并具體為每個(gè)工單的每道工序分配設(shè)備組內(nèi)的不同設(shè)備加
工。全局靜態(tài)調(diào)度為在動(dòng)態(tài)調(diào)度進(jìn)行之前確定工單滾動(dòng)進(jìn)入預(yù)測(cè)窗
口的順序而對(duì)調(diào)度問題中全體工單用某種規(guī)則進(jìn)行的初始排序。全
局靜態(tài)調(diào)度是對(duì)未來的一個(gè)宏觀上較長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)，保證動(dòng)態(tài)調(diào)度滿
足約束的能力及優(yōu)化性能，是對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)度的指導(dǎo)而動(dòng)態(tài)調(diào)度是根據(jù)
實(shí)際情況，對(duì)全局靜態(tài)調(diào)度的結(jié)果作進(jìn)一步的調(diào)整和細(xì)化，彌補(bǔ)了
全局靜態(tài)調(diào)度在未來信息不可知情況下，調(diào)度結(jié)果偏離實(shí)際的缺陷。
動(dòng)態(tài)調(diào)度中的全局調(diào)度性能也將以初始可行調(diào)度的性能為基準(zhǔn)進(jìn)行
比較。全局靜態(tài)調(diào)度的計(jì)算結(jié)果須足夠粗糙度，保證初始調(diào)度結(jié)果
的抗擾動(dòng)性，降低調(diào)度信息不完全所造成的影響。 服務(wù)器按照"先進(jìn)先出"原則依次讀取事件隊(duì)列中的一個(gè)事件。在同一
時(shí)間動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)只對(duì)一個(gè)事件進(jìn)行處理。當(dāng)事件隊(duì)列中存在多個(gè)事件時(shí)，
只有當(dāng)前一個(gè)事件處理完畢，系統(tǒng)才會(huì)讀取下一個(gè)事件。
2、請(qǐng)參閱圖4，服務(wù)器對(duì)所獲事件進(jìn)行分析處理，獲得待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備
組集合及設(shè)備組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合，各步驟的具體細(xì)節(jié)描述如下-
2.1、初始化待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合為空集合。
2. 2、判斷事件類型是否為獲得全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果事件若是，則進(jìn)行如 下處理；否則繼續(xù)。
(1) 清空所有設(shè)備組上的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
(2) 在全部參與全局靜態(tài)調(diào)度的工序中，查找所有計(jì)劃開工時(shí)刻與當(dāng)前 時(shí)刻的差值小于閾值"'的工序。其中"為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)閾值，用以控制
進(jìn)入動(dòng)態(tài)調(diào)度的工序的時(shí)間窗口大小。
(3) 判斷這些工序中是否存在工單的首道工序，或同工單前道工序已工 時(shí)匯報(bào)的工序若存在，則將滿足條件的工序按照計(jì)劃開工時(shí)刻順 序插入到對(duì)應(yīng)加工設(shè)備組的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
(4) 將所有待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合非空，且存在空閑設(shè)備的設(shè)備組，添加 到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合。
(5) 將所有工單的首道工序按照計(jì)劃開工時(shí)刻排序，放入時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列。
并轉(zhuǎn)到步驟3
2.3、 判斷事件類型是否為工時(shí)匯報(bào)事件若是，則進(jìn)行如下處理；否則繼續(xù)。
(1) 釋放工時(shí)匯報(bào)的工序的加工設(shè)備產(chǎn)能，即該設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)為空閑。 并判斷加工設(shè)備組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合是否為空，若非空，則將 加工設(shè)備組添加到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合。
(2) 判斷該工序是否存在同工單下道工序。若有，則將該工序插入到時(shí) 間監(jiān)控隊(duì)列。若無，則轉(zhuǎn)到步驟3。
(3) 判斷同工單下道工序計(jì)劃開工時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的差值是否小于閾值 A、若是，則將該工序按照計(jì)劃開工時(shí)刻順序插入到設(shè)備組上的待 動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。并判斷對(duì)應(yīng)加工設(shè)備組上是否有空閑設(shè)備，若 有，則將該設(shè)備組添加到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合。其中^為一個(gè)經(jīng)
驗(yàn)閾值，用以控制進(jìn)入動(dòng)態(tài)調(diào)度的工單的時(shí)間窗口。并轉(zhuǎn)到步驟3。
2.4、 判斷事件類型是否為工序時(shí)間監(jiān)控事件若是，則進(jìn)行如下處理；
否則繼續(xù)。
(1)獲得時(shí)間監(jiān)控事件反饋的工序(時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列第一個(gè)工序，且滿足
其計(jì)劃開工時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的差值等于閾值")。
(2) 判斷該工序是否在對(duì)應(yīng)加工設(shè)備組的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合若否， 則將該工序加入到對(duì)應(yīng)加工設(shè)備組的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
(3) 判斷對(duì)應(yīng)加工設(shè)備組是否存在空閑設(shè)備，若存在，則將對(duì)應(yīng)加工設(shè)
備組添加到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合。并轉(zhuǎn)到步驟3。
2.5、 判斷事件類型是否為當(dāng)前設(shè)備產(chǎn)能突然少量增加事件若是，則將
產(chǎn)能增加的設(shè)備組添加到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合；否則繼續(xù)。
2.6、 判斷事件類型是否為當(dāng)前物料能力突然少量增加事件若是，則進(jìn) 行如下處理；否則繼續(xù)。
(1) 獲得所有當(dāng)前物料能力突然少量增加的物料。
(2) 依次在不同設(shè)備組的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中查找，使用此物料且物 料標(biāo)記不足的工序。
(3) 判斷這些工序?qū)?yīng)的加工設(shè)備組是否存在空閑設(shè)備，并將具有空閑 設(shè)備的設(shè)備組插入到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合，并轉(zhuǎn)到步驟3。
3. 服務(wù)器判斷待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合是否非空若非空，則轉(zhuǎn)到步驟4;
若否，則轉(zhuǎn)到步驟l。
4. 請(qǐng)參閱圖5，服務(wù)器對(duì)待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行物料確定，進(jìn)一步獲 得物料滿足的動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合，各步驟的具體細(xì)節(jié)描述如下
依次取一個(gè)待動(dòng)態(tài)調(diào)度的設(shè)備組。在該設(shè)備組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中 按順序依次取一道工序。察看其庫(kù)存可用量，判斷該工序是否有足夠的物料-
若有，則將物料分配給該工序；否則判斷該工序是否有替代物料，若有替代
物料，則將物料分配給該工序，否則標(biāo)記該工序物料不足。當(dāng)該設(shè)備組上待 動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合遍歷完畢，則判斷該設(shè)備組待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中是否存
在有足夠的物料的工序若該設(shè)備組待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中不存在有足夠的 物料的工序，則該設(shè)備組從待動(dòng)態(tài)調(diào)度的設(shè)備組集合中刪除。
5. 判斷是否有未訪問的待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組:若是，重復(fù)步驟4;若否， 繼續(xù)下一步。
6. 服務(wù)器對(duì)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，在客戶端反 饋動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)果，具體過程請(qǐng)參閱圖6，包括以下步驟
6. 1、依次取屬于同個(gè)設(shè)備組上且滿足物料的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
6.2、 動(dòng)態(tài)調(diào)度，下達(dá)派工任務(wù)。動(dòng)態(tài)調(diào)度采用工序計(jì)劃開工時(shí)刻對(duì)待動(dòng) 態(tài)調(diào)度工序集合中工序排序。取排在最前的工序。若設(shè)備有足夠的產(chǎn)能加工 該工序，則對(duì)該工序進(jìn)行派工，否則取下一個(gè)工序。如此下去，直到有一個(gè) 工序被派工，或者待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合訪問完畢。對(duì)于沒有派工下去的工序， 需要判斷是否調(diào)整全局靜態(tài)調(diào)度的結(jié)果，即修正其計(jì)劃開工時(shí)刻，便于在未 來能夠被派工。(此操作會(huì)影響到時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列)且對(duì)于沒有派工下去的工序， 若有加工時(shí)間上的約束，則通過其約束的強(qiáng)弱，與一個(gè)經(jīng)驗(yàn)閾值進(jìn)行比較， 判斷該工序是否為緊急工序。對(duì)于派工成功的工序，將工序從本設(shè)備組待動(dòng) 態(tài)調(diào)度工序集合中刪除。
6.3、 判斷是否存在緊急且派工失敗的工序若不存在，則轉(zhuǎn)到步驟6.5; 若存在，則進(jìn)行設(shè)備組替代。
每個(gè)工序在輸入時(shí)都有一個(gè)設(shè)備組列表，設(shè)備組列表中存在一個(gè)或多個(gè) 可加工該工序的設(shè)備組。且考慮到加工成本等因素，每個(gè)設(shè)備組都有一個(gè)加 工該工序的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)越高，該設(shè)備租越優(yōu)先被選擇用于加工該工作。
依次取一個(gè)緊急且派工失敗的工序，則從該工序使用設(shè)備組列表中選取
優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前設(shè)備組優(yōu)先級(jí)低，且存在空閑設(shè)備的設(shè)備組。若找到，則進(jìn)行 用該設(shè)備組替代，并標(biāo)記該工序設(shè)備組替代成功。若找不到，則從該工序使. 用設(shè)備組列表中選取優(yōu)先級(jí)最高的設(shè)備組替代當(dāng)前設(shè)備組，并標(biāo)記該工序設(shè) 備組替代失敗。(若該工序沒有經(jīng)歷過設(shè)備組替代，則該工序使用設(shè)備組為該 工序使用設(shè)備組列表中優(yōu)先級(jí)最高的設(shè)備組。若該工作經(jīng)歷過設(shè)備組替代， 則所使用的設(shè)備組的與設(shè)備組列表中各設(shè)備組而言，優(yōu)先級(jí)較低。因此若替 代過，且派工失敗，需要重新恢復(fù)原設(shè)備組，則直接選擇優(yōu)先級(jí)最高的設(shè)備 組。)
6.4、判浙是否存在設(shè)備組替代成功的工序若不存在，則轉(zhuǎn)到步驟6.5; 否則，將工序從本設(shè)備組待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中刪除，并插入到替代設(shè)備組 的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中。將替代設(shè)備組插入到待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合中。
6.5判斷是否有未訪問的待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組。若存在，則回到步驟6. 1。
否則，在客戶端反饋動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)果，并回到步驟l。
綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。 即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技
術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所 述方法包括以下步驟 ①服務(wù)器獲取初始全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果，動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列，直到獲取可處理事件。
②服務(wù)器對(duì)所獲事件進(jìn)行分析處理，獲得待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合及設(shè)備組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
⑧服務(wù)器對(duì)待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行物料確定，進(jìn)一步獲得物料滿足的動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合。
④服務(wù)器對(duì)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，在客戶端反饋動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)果。
2. 根據(jù)樹l」要求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào) 度方法，其特征在于所述步驟①中動(dòng)態(tài)監(jiān)聽事件隊(duì)列，是通過持續(xù)重復(fù)以 下動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的采用每隔一定的系統(tǒng)時(shí)間單位，掃描一次事件隊(duì)列。
3. 根據(jù)豐錄lj'要求1或2所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng) 態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述步驟①中的動(dòng)態(tài)調(diào)度事件包括工時(shí)匯報(bào)事 件、工序時(shí)間監(jiān)控事件、當(dāng)前設(shè)備產(chǎn)能突然少量增加事件、當(dāng)前物料能力突然少量增加事件、獲得全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果事件。
4. 根據(jù)豐踏lj要求3所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述工時(shí)匯報(bào)事件，是指工單的一個(gè)工序加工完畢所 產(chǎn)生的事件，且該工序所在加工設(shè)備組上其它工序參與動(dòng)態(tài)調(diào)度，該工序若 存在同工單下道工序，則也參與動(dòng)態(tài)調(diào)度。
5. 根據(jù)權(quán)禾l紫求3所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述工序時(shí)間監(jiān)控事件，是指系統(tǒng)存在一個(gè)監(jiān)控時(shí)間 監(jiān)控隊(duì)列，該隊(duì)列中首個(gè)工序的計(jì)劃開工時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的差值等于某個(gè)閾 值所產(chǎn)生的事件.。
6. 根據(jù)權(quán)禾l展求5所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述時(shí)間監(jiān)控隊(duì)列存放著部分參與全局靜態(tài)調(diào)度的工 序，且該隊(duì)列在不同事件的處理過程中，將進(jìn)行相應(yīng)更新。
7. 根據(jù)權(quán)禾l,求3所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述當(dāng)前設(shè)備產(chǎn)能突然少量增加事件，是指對(duì)故障設(shè) 備修復(fù)、采購(gòu)獲得新設(shè)備、工作日開始時(shí)刻設(shè)備開機(jī)等各項(xiàng)原因?qū)е碌脑O(shè)備 產(chǎn)能突然少量增加事件。
8. 根據(jù)權(quán)禾l展求7所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于判斷"少量"的依據(jù)，是通過與某個(gè)閾值進(jìn)行比較獲 得的。
9. 根據(jù)權(quán)禾l展求3所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述當(dāng)前物料能力突然少量增加事件，即當(dāng)某物料能 力比預(yù)期的更大所產(chǎn)生的事件，系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，使得受此物料限制的工 序得以派工。
10. 根據(jù)權(quán)禾l展求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征在于所述獲得全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果事件，即若系統(tǒng)外部要對(duì) 全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行修改，則需要將修改的結(jié)果作為一個(gè)事件輸入到系 統(tǒng)。
11. 根據(jù)權(quán)禾l廣求10所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài) 調(diào)度方法，其特征在于所述全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果的輸入與更新是通過事件的 形式傳入系統(tǒng)若該全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果沒有更新，則在處理其它事件時(shí)，都 是使用原全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果。
12. 根據(jù)權(quán)禾lj要求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào) 度方法，其特征在于所述步驟Q中獲取可處理事件，是按照"先進(jìn)先出" 原則依次讀取事件隊(duì)列中的一個(gè)事件。
13. 根據(jù)權(quán)禾l展求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào) 度方法，其特征在于所述步驟②中待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合，是在參與全局 靜態(tài)調(diào)度中的各設(shè)備組中，挑選出于由本次事件引發(fā)的需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度的設(shè)備 組；當(dāng)事件處理完畢，則對(duì)應(yīng)的待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集將被清空。
14. 根據(jù)權(quán)禾lj要求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào) 度方法，其特征在于所述步驟②中設(shè)備組上待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合，是指當(dāng) 前時(shí)刻所有參與全局靜態(tài)調(diào)度的設(shè)備組上進(jìn)入動(dòng)態(tài)調(diào)度窗口的工序，按照加 工設(shè)備組不同，組成的各集合；該集合在事件過程中會(huì)被更新，但在事件處 理完畢時(shí)，仍然會(huì)存在，作為下次事件處理的對(duì)象。
15. 根據(jù)權(quán)禾l展求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào) 度方法，其特征在于所述步驟③中物料確定是指待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合中 設(shè)備組的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合中每一道工序，根據(jù)庫(kù)存物料情況，為其分配 物料；若該工序物料不足，則不參與動(dòng)態(tài)調(diào)度。
16. 根據(jù)權(quán)禾lj要求1所述的一種復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào) 度方法，其特征在于所述步驟④中對(duì)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行 動(dòng)態(tài)調(diào)度是指，依次對(duì)待動(dòng)態(tài)調(diào)度設(shè)備組集合中每個(gè)設(shè)備組的物料滿足的待 動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度對(duì)每個(gè)物料滿足的待動(dòng)態(tài)調(diào)度工序集合， 需要按照計(jì)劃開工時(shí)刻對(duì)工序排序，在滿足約束的前提下，優(yōu)先對(duì)排在較前 面的工序進(jìn)行派工；若有工序由于約束的限制，必須盡快派工，而設(shè)備組產(chǎn)能不足時(shí)，需要替代設(shè)備組。
全文摘要
本發(fā)明涉及復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下的基于事驅(qū)動(dòng)的車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法。本發(fā)明的目的在于提供一種車間作業(yè)調(diào)度方法以解決現(xiàn)有車間作業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)度中在給定全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果的前提下，如何對(duì)不同事件進(jìn)行快速響應(yīng)的問題。該方法從ERP系統(tǒng)中導(dǎo)入需求、庫(kù)存等數(shù)據(jù)，并獲得訂單的全局靜態(tài)調(diào)度結(jié)果。當(dāng)工廠產(chǎn)生事件時(shí)，該系統(tǒng)根據(jù)ERP系統(tǒng)傳入的事件信息，對(duì)事件作出響應(yīng)，并反饋給ERP系統(tǒng)。這使得工廠實(shí)際加工情況盡量接近工單排程計(jì)劃優(yōu)化方案的同時(shí)，能夠針對(duì)設(shè)備故障恢復(fù)、物料上線延期等不同突發(fā)事件，給出不同的優(yōu)化調(diào)整，使得設(shè)備資源的分配更為合理，有效提高了企業(yè)利用生產(chǎn)資源的效率，降低生產(chǎn)成本，最大程度滿足生產(chǎn)所需的各類約束條件。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101364108SQ20081020039
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
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