專利名稱：流程制造業(yè)工序關(guān)系的表達(dá)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息管理與信息系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種業(yè)務(wù)流程建模方法，尤其涉及一種流程制造業(yè)工序關(guān)系的表達(dá)方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的發(fā)展和制造業(yè)信息化工程的深入實(shí)施，企業(yè)對(duì)各類信息集成解決方案或系統(tǒng)(如企業(yè)資源計(jì)劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES和計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)CAPP)的要求越來越高。這些集成解決方案和系統(tǒng)都要使用過程模型，以適應(yīng)生產(chǎn)調(diào)度、工藝規(guī)劃、 過程建模與仿真，以及企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組等各種應(yīng)用需求。工序關(guān)系的表達(dá)是對(duì)上述應(yīng)用進(jìn)行過程建模中最基礎(chǔ)、最常見的內(nèi)容。工序關(guān)系的表達(dá)方法可以分為三類一是用表格的方式表達(dá)，如“工序管理系統(tǒng)及工序管理方法”(CN101136085A)中， 根據(jù)制造物種類的不同，用“工序表”表示該制造物的工序，用“工序關(guān)系表”表示所述工序的作業(yè)順序?！肮ば虮怼敝邪üば騃D、作業(yè)場(chǎng)所、種類和作業(yè)內(nèi)容等四項(xiàng)標(biāo)識(shí)工序的基本要素；“工序關(guān)系表”則包含前工序ID、后工序ID、推定時(shí)間和組ID等四項(xiàng)內(nèi)容，前后工序間的推定時(shí)間是“工序關(guān)系表”表達(dá)的核心內(nèi)容。二是用網(wǎng)絡(luò)圖的方式表達(dá)。通常的網(wǎng)絡(luò)圖由節(jié)點(diǎn)和有向連線構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)或若干個(gè)工序的開始或結(jié)束點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)不消耗資源也不占用時(shí)間；有向線表示工序活動(dòng)，消耗一定資源或占用一定的時(shí)間；有向線的方向表示加工前進(jìn)方向。節(jié)點(diǎn)和有向線的連接構(gòu)成了整個(gè)工序關(guān)系的直觀和確定性表達(dá)。三是用Petri網(wǎng)或Gantt圖等業(yè)務(wù)流程建模工具表達(dá)。這些方法中，表格的優(yōu)點(diǎn)是表達(dá)方式簡(jiǎn)單明了，但缺點(diǎn)是限制了作業(yè)的自由度和柔性；網(wǎng)絡(luò)圖能較好地表達(dá)規(guī)模小、作業(yè)任務(wù)事先確定的工序關(guān)系，但這種靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與表格一樣，存在柔性不足的缺點(diǎn)，并且當(dāng)任務(wù)的規(guī)模增大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)圖的復(fù)雜程度會(huì)急劇增加，因而其可擴(kuò)展性也不佳；Petri網(wǎng)或Gantt圖等業(yè)務(wù)流程建模工具能較好地描述工序關(guān)系，但其本身比較復(fù)雜，需要研究人員事先掌握與這些工具相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。此外，這些方法都有一個(gè)共同的缺陷，即與信息系統(tǒng)的集成程度較低，例如難以支持生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)做出全局優(yōu)化的作業(yè)調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種簡(jiǎn)便、通用、低剛性、高柔性的流程制造業(yè)工序關(guān)系的表達(dá)方法，同時(shí)還提供一種相應(yīng)的運(yùn)算方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的流程制造業(yè)工序關(guān)系的表達(dá)和運(yùn)算方法，該方法包含以下兩部分內(nèi)容一、工序關(guān)系的表達(dá)方法
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區(qū)別于已有的表格、網(wǎng)絡(luò)圖、Petri網(wǎng)和Gantt圖等方式，本發(fā)明應(yīng)用一系列矩陣或向量表示流程制造業(yè)的工序關(guān)系。首先，定義所描述的流程制造企業(yè)的基本情況，做如下假設(shè)1.該企業(yè)生產(chǎn)流程中有多道工序；2.每道工序有多臺(tái)相互之間可以替換的加工設(shè)備；3.產(chǎn)品在制造過程中需經(jīng)過不同工序的加工，工序之間的運(yùn)輸時(shí)間不能忽略；4.生產(chǎn)計(jì)劃中包含多個(gè)批次，每一批次中有多個(gè)產(chǎn)品；5.同一批次中多個(gè)的產(chǎn)品的加工順序已按照合同交貨期排序，不能顛倒；6.同一批次產(chǎn)品的工藝路線相同。然后，定義下列符號(hào)k為處理工序編號(hào)，共有K道工序；Dk為第k道工序的設(shè)備數(shù)；dk為第k道工序使用的設(shè)備編號(hào)；i為生產(chǎn)計(jì)劃批次序號(hào)，共有I個(gè)批次而為第i個(gè)批次中的產(chǎn)品數(shù)；j為第i個(gè)批次中的產(chǎn)品序號(hào)；Ψ為全部處理工序的集合，Ψ = {k|k e [1， K]}。接下來，依次定義系列矩陣或向量(1)定義工序名稱向量、工序設(shè)備數(shù)向量，以及批次中的產(chǎn)品數(shù)向量，具體如下Aixk——工序名稱向量，用于保存各工序的名稱，如Aixk=[‘工序 1，‘工序 2，··. ‘工序 k，··. ‘工序 K，]Nixk——工序設(shè)備數(shù)向量，用于保存各工序包含的設(shè)備數(shù)量，滿足Nixk = [D1 D2. · · Dk. · · Dk]Pixi——批次中的產(chǎn)品數(shù)向量，用于保存每個(gè)批次中的產(chǎn)品數(shù)，滿足Pixi = [G1 G2. . .Gi. . .G1](2)定義各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣定義各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣是建立與表達(dá)工序關(guān)系的關(guān)鍵。各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣為一上三角矩陣，行、列數(shù)均等于各工序上所有處理設(shè)備數(shù)量之和，若分別屬于不同工序的兩個(gè)設(shè)備之間存在可能的加工處理路徑，則在矩陣中對(duì)應(yīng)的位置填入元素1，否則填入0。例如，若工序1的1#設(shè)備和工序2的1#設(shè)備之間存在加工路線，則在行序號(hào)與工序1的1#設(shè)備對(duì)應(yīng)，同時(shí)列序號(hào)與工序2的1#設(shè)備對(duì)應(yīng)的位置上填入1。各工序設(shè)備的可達(dá)性矩陣定義為M Z^ ’ ΤΛ——各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣，為Σ A χ Σ4的上三角陣。
^e Ψ ^εΨΛεΨΛεΨ(3)定義工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣用于保存產(chǎn)品在各工序之間遷移所花費(fèi)的運(yùn)輸時(shí)間，本發(fā)明忽略兩個(gè)工序的不同設(shè)備之間的運(yùn)輸時(shí)間差異。工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣定義如下Rkxk——工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣，矩陣中的元素代表了與該元素所在的行、列分別對(duì)應(yīng)的工序之間的運(yùn)輸時(shí)間數(shù)字，如元素R(k，k+1) = 10，則表達(dá)的意義為工序k和工序 (k+Ι)之間的運(yùn)輸時(shí)間為10分鐘。(4)定義多工藝路線矩陣本發(fā)明定義的多工藝路線矩陣，規(guī)定一條工藝路線作為該矩陣的一個(gè)行向量，每一個(gè)行向量中的元素代表了一條工藝路線中某個(gè)工序上的加工處理時(shí)間，若一條工藝路線不經(jīng)過某個(gè)工序，則行向量中與該工序?qū)?yīng)的元素用0表示，具體如下
Τηχκ——多工藝路線矩陣，該矩陣為η行，對(duì)應(yīng)η條工藝路線，列數(shù)與生產(chǎn)流程中的總工序數(shù)量相同。設(shè)矩陣中的第1個(gè)行向量為T(l, ) = [33 41 37 0 38]則該行向量表達(dá)的工藝路線的加工順序?yàn)楣ば? —工序2 —工序3 —工序5，在各工序上的加工處理時(shí)間分別為33、41、37和48min(假定時(shí)間單位為分鐘)。多工藝路線矩陣的行向量數(shù)目可以動(dòng)態(tài)變化，若增加了一條新的工藝路線，則只需向該矩陣的最后增加一個(gè)行向量即可，通過這種方式保持了整個(gè)工序關(guān)系的開放性。(5)定義各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣前面定義了各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣，該矩陣能表達(dá)流程生產(chǎn)企業(yè)的工序設(shè)備間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，也包含了所有可能的加工路徑信息。實(shí)際上，在多數(shù)情況下，同一工序的不同設(shè)備之間存在選擇的優(yōu)先權(quán)值問題。本發(fā)明將上述各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)了一種替代方案，即各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣，以備需要考慮設(shè)備間的優(yōu)先權(quán)值的情況下應(yīng)用。在各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣中，若分別屬于不同工序的兩個(gè)設(shè)備之間存在可能的加工處理路徑，這時(shí)不再在對(duì)應(yīng)的位置填入1，而是填入將從前一工序設(shè)備開始的所有可能達(dá)到的后一工序設(shè)備關(guān)聯(lián)考慮后，得出的預(yù)置的優(yōu)先權(quán)值。若兩個(gè)設(shè)備之間不存在加工處理路徑，則填入0。優(yōu)先權(quán)值的設(shè)定一般以各工序設(shè)備在廠房?jī)?nèi)的總圖布置為原則， 目的是為了使整個(gè)煉鋼-連鑄工廠內(nèi)的吊車和罐車等運(yùn)輸工具的調(diào)度盡可能簡(jiǎn)便，物流時(shí)間盡可能縮短，鋼水溫降也盡可能減少。各工序設(shè)備的可達(dá)性權(quán)值矩陣定義為mZd1^D1——各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣，為2>4 的上三角陣。
^e Ψ ^εΨΛεΨΛεΨ(6)定義各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣為同型矩陣，其行數(shù)等于所有批次中的產(chǎn)品數(shù)總和Il1G，列數(shù)等于處理工序數(shù)K，矩陣中的元素分別為產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，用數(shù)值表示，具體定義為δΣ;^ιΧκ——各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻矩陣，ΕΣ;^,χΚ——各產(chǎn)品的加工結(jié)束時(shí)刻矩陣。(7)定義各產(chǎn)品在各工序的加工設(shè)備分配矩陣該矩陣記錄了為產(chǎn)品分配加工設(shè)備的情況，其行列數(shù)分別與各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣的行列數(shù)相等，矩陣中的元素為產(chǎn)品在各工序上分配到的加工設(shè)備序號(hào)，具體定義為ΧΣ；^, χκ——各產(chǎn)品在各工序上的加工設(shè)備分配矩陣。二、工序關(guān)系的運(yùn)算方法在工序關(guān)系的表達(dá)方法之外，本發(fā)明還提供了一種相應(yīng)的運(yùn)算方法。以流程制造業(yè)中常見的問題——“為產(chǎn)品分配具體的加工設(shè)備”為描述對(duì)象。假設(shè)要為產(chǎn)品分配加工設(shè)備的當(dāng)前工序編號(hào)為k-Ι，該工序的下一道工序?yàn)閗，產(chǎn)品在下一道工序加工時(shí)使用的設(shè)備序號(hào)為dk，則分配加工設(shè)備的運(yùn)算過程按下列步驟執(zhí)行1.根據(jù)下一道工序所使用的設(shè)備序號(hào)，從各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣中找到當(dāng)前工序可用的設(shè)備集合；設(shè)當(dāng)前工序的可用設(shè)備集合為Set,則滿足Set = find (Μ (sum (N(l :k_l))+dk，sum(N(l :k_l))+l :sum(N(l :k))))；上式首先在各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣中，定位下一道工序所使用的設(shè)備所在的行，然后在該行中根據(jù)當(dāng)前工序的編號(hào)，定位當(dāng)前工序的所有設(shè)備所在列，最后在被定位的向量中查找不為0的元素，也即是與下一道工序所使用的設(shè)備之間存在加工路徑的當(dāng)前工序的設(shè)備集合。函數(shù)find表示在矩陣或向量中查找不為0的元素，sum表示對(duì)向量求和。2.判斷當(dāng)前工序可用的設(shè)備集合的大小，若該集合僅有一個(gè)元素，則直接分配給產(chǎn)品，作為當(dāng)前工序的加工設(shè)備；3.若該集合中有多個(gè)元素，則依次按照等待時(shí)間最小，或設(shè)備負(fù)荷均衡，或隨機(jī)的原則確定當(dāng)前工序的加工設(shè)備。上面介紹了不考慮設(shè)備間優(yōu)先權(quán)值時(shí)工序關(guān)系的運(yùn)算方法，所考慮優(yōu)先權(quán)值，則上述分配加工設(shè)備的運(yùn)算過程更簡(jiǎn)單，具體過程為根據(jù)下一道工序所使用的設(shè)備序號(hào)，從各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣中找到當(dāng)前工序可用的設(shè)備集合，然后在該集合中找到權(quán)值最大的設(shè)備作為當(dāng)前工序的加工設(shè)備就可以了。設(shè)當(dāng)前工序的加工設(shè)備序號(hào)為Cllri，則 Clk-! 兩足
權(quán)利要求
1.一種流程制造業(yè)工序關(guān)系的表達(dá)方法，其特征在于該方法利用矩陣或向量對(duì)所述工序關(guān)系進(jìn)行建模，然后利用矩陣運(yùn)算的方法對(duì)工序關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，所述矩陣或向量包括工序名稱向量，工序設(shè)備數(shù)向量，批次中的產(chǎn)品數(shù)向量，各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣，工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣，多工藝路線矩陣，各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣，各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣，以及各產(chǎn)品在各工序的加工設(shè)備分配矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表達(dá)方法，其特征在于該方法按下列步驟實(shí)施首先，定義下列符號(hào)k為處理工序編號(hào)，共有K道工序；Dk為第k道工序的設(shè)備數(shù)；dk 為第k道工序使用的設(shè)備編號(hào)；i為生產(chǎn)計(jì)劃批次序號(hào)，共有I個(gè)批次而為第i個(gè)批次中的產(chǎn)品數(shù)；j為第i個(gè)批次中的產(chǎn)品序號(hào)；Ψ為全部處理工序的集合，Ψ = {k I k e [1，K]}， 然后，依次定義系列矩陣或向量(1)定義工序名稱向量、工序設(shè)備數(shù)向量，以及批次中的產(chǎn)品數(shù)向量，具體是 Aixk——工序名稱向量，用于保存各工序的名稱，Nixk——工序設(shè)備數(shù)向量，用于保存各工序包含的設(shè)備數(shù)量，滿足 Nixk = [D1 D2. . .Dk. . . DK],Pixi——批次中的產(chǎn)品數(shù)向量，用于保存每個(gè)批次中的產(chǎn)品數(shù)，滿足 Pixi = [G1 G2. · · Gi. · · G1]；(2)定義各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣定義各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣是建立與表達(dá)工序關(guān)系的關(guān)鍵，各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣為一上三角矩陣，行、列數(shù)均等于各工序上所有處理設(shè)備數(shù)量之和，若分別屬于不同工序的兩個(gè)設(shè)備之間存在可能的加工處理路徑，則在矩陣中對(duì)應(yīng)的位置填入元素1，否則填入0 ；各工序設(shè)備的可達(dá)性矩陣定義為‘ ZDt——各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣，為Σα χ ΣΑ的上三角陣；^e ψ ^εψλεψλεψ(3)定義工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣用于保存產(chǎn)品在各工序之間遷移所花費(fèi)的運(yùn)輸時(shí)間，同時(shí)忽略兩個(gè)工序的不同設(shè)備之間的運(yùn)輸時(shí)間差異， 工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣定義為Rkxk——工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣，矩陣中的元素代表了與該元素所在的行、列分別對(duì)應(yīng)的工序之間的運(yùn)輸時(shí)間數(shù)值；(4)定義多工藝路線矩陣所述定義的多工藝路線矩陣，規(guī)定一條工藝路線作為該矩陣的一個(gè)行向量，每一個(gè)行向量中的元素代表了一條工藝路線中某個(gè)工序上的加工處理時(shí)間，若一條工藝路線不經(jīng)過某個(gè)工序，則行向量中與該工序?qū)?yīng)的元素用0表示，具體是Τηχκ——多工藝路線矩陣，該矩陣為η行，對(duì)應(yīng)η條工藝路線，列數(shù)與生產(chǎn)流程中的總工序數(shù)量相同。假設(shè)矩陣中的第1個(gè)行向量為 T(l, ) = [33 41 37 0 38]則該行向量表達(dá)的工藝路線的加工順序?yàn)楣ば? —工序2 —工序3 —工序5，在各工序上的加工處理時(shí)間分別為33、41、37和48min，假定時(shí)間單位為分鐘，多工藝路線矩陣的行向量數(shù)目可以動(dòng)態(tài)變化，若增加了一條新的工藝路線，則只需向該矩陣的最后增加一個(gè)行向量即可，通過這種方式保持了整個(gè)工序關(guān)系的開放性；(5)定義各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣前面定義了各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣，該矩陣能表達(dá)流程生產(chǎn)企業(yè)的工序設(shè)備間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，也包含了所有可能的加工路徑信息，實(shí)際上在多數(shù)情況下，同一工序的不同設(shè)備之間存在選擇的優(yōu)先權(quán)值問題，在各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣中，若分別屬于不同工序的兩個(gè)設(shè)備之間存在可能的加工處理路徑，這時(shí)不再在對(duì)應(yīng)的位置填入1，而是填入將從前一工序設(shè)備開始的所有可能達(dá)到的后一工序設(shè)備關(guān)聯(lián)考慮后，得出的預(yù)置的優(yōu)先權(quán)值；若兩個(gè)設(shè)備之間不存在加工處理路徑，則填入0，各工序設(shè)備的可達(dá)性權(quán)值矩陣定義為1 χ 1 ——各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣，為！込χ ΣΑ的上三角陣；/teT/teTkex￥kex￥(6)定義各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣為同型矩陣，其行數(shù)等于所有批次中的產(chǎn)品數(shù)總和H1G，列數(shù)等于處理工序數(shù)K，矩陣中的元素分別為產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，用數(shù)值表示，具體定義為s^iG1XK——各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻矩陣，——各產(chǎn)品的加工結(jié)束時(shí)刻矩陣；(7)定義各產(chǎn)品在各工序的加工設(shè)備分配矩陣該矩陣記錄了為產(chǎn)品分配加工設(shè)備的情況，其行列數(shù)分別與各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣的行列數(shù)相等，矩陣中的元素為產(chǎn)品在各工序上分配到的加工設(shè)備序號(hào)，具體定義為x^iG1XK——各產(chǎn)品在各工序上的加工設(shè)備分配矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表達(dá)方法，其特征在于該方法結(jié)合權(quán)利要求2的建模結(jié)果，利用矩陣計(jì)算的方法對(duì)工序關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表達(dá)方法，其特征在于采用所述矩陣計(jì)算方法為產(chǎn)品分配加工設(shè)備的步驟為Stepl 根據(jù)產(chǎn)品的交貨時(shí)間填充各產(chǎn)品的加工結(jié)束時(shí)刻矩陣的最后一個(gè)列向量Ε(， K)，即將產(chǎn)品在最后一個(gè)工序上的加工結(jié)束時(shí)刻作為其交貨時(shí)刻；Step2 在多工藝路線矩陣T中查找與該產(chǎn)品采用的工藝路線，并得到該產(chǎn)品在最后一個(gè)工序上的加工處理時(shí)間，設(shè)產(chǎn)品所屬的生產(chǎn)計(jì)劃批次序號(hào)為i，則該產(chǎn)品在最后一個(gè)工序上的加工處理時(shí)間為T (i，K)，將各產(chǎn)品的加工結(jié)束時(shí)刻矩陣的最后一個(gè)列向量中的元素減去這個(gè)加工處理時(shí)間，并填入加工開始時(shí)刻矩陣中的對(duì)應(yīng)位置，即滿足S(:，K) =E(:， K)_T(i，K)；乂印3 設(shè)前一道處理工序的編號(hào)為k，參考工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣R，將工序倒推一步，計(jì)算各產(chǎn)品在當(dāng)前工序(k_l)的加工開始和結(jié)束時(shí)刻，填入矩陣S和E，滿足E( ，k-l)=S( ，k)-R(k-l，k)和 S( ，k-1) = E( ，k-l)-T(i，k-1)；將產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻矩陣中當(dāng)前工序的所有作業(yè)按開始時(shí)刻從小到大的順序進(jìn)行排序；St印5 在加工設(shè)備分配矩陣X中查詢當(dāng)前作業(yè)的下一道工序所使用的設(shè)備序號(hào)，設(shè)作業(yè)序號(hào)為m，則下一道工序所使用的設(shè)備序號(hào)為X(m，k)，令X(m，k) = dk ；St印6:根據(jù)當(dāng)前作業(yè)的下一道工序所使用的設(shè)備序號(hào)，從各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣 M中找到當(dāng)前工序中當(dāng)前作業(yè)可用的設(shè)備集合kt，具體方法為首先在各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣M中，定位下一道工序所使用的設(shè)備所在的行，然后在該行中根據(jù)當(dāng)前工序的編號(hào)，定位當(dāng)前工序的所有設(shè)備所在列，最后在被定位的向量中查找不為0的元素，也即是與下一道工序所使用的設(shè)備之間存在加工路徑的當(dāng)前工序的設(shè)備集合。該方法的函數(shù)表達(dá)為:Set = find (Μ (sum (N(l :k_l))+dk，sum(N(l :k_l))+l :sum(N(l :k))))。子函數(shù) find 表示在矩陣或向量中查找不為0的元素，sum表示對(duì)向量求和；St印7 判斷當(dāng)前工序中當(dāng)前作業(yè)可用的設(shè)備集合Set中的元素個(gè)數(shù)是否大于1，若是， 則依次按照等待時(shí)間最小和設(shè)備負(fù)荷均衡的原則確定當(dāng)前工序中當(dāng)前作業(yè)的設(shè)備序號(hào)，否則，直接將可用的設(shè)備集合中唯一的設(shè)備分配給當(dāng)前工序中的當(dāng)前作業(yè)，完成對(duì)X(m，k-1) 賦值；StepS 判斷是否發(fā)生設(shè)備沖突，若是，則需要進(jìn)行調(diào)整以消除沖突；Mep9:判斷是否已為當(dāng)前工序中的所有作業(yè)分配設(shè)備，若是，則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn) Step5 ；SteplO 結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表達(dá)方法，當(dāng)考慮設(shè)備間優(yōu)先權(quán)值時(shí)工序關(guān)系的運(yùn)算方法的具體過程為根據(jù)下一道工序所使用的設(shè)備序號(hào)，從各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣M中找到當(dāng)前工序可用的設(shè)備集合，然后在該集合中找到權(quán)值最大的設(shè)備作為當(dāng)前工序的加工設(shè)備就可以了 ；設(shè)當(dāng)前工序的加工設(shè)備序號(hào)為Cllrl，則Cllri滿足dk_x = max (find (Μ(sum (N(l: k -1))+ dk, sum (N(1: Λ -1)) +1: sum (N(l: Λ}))))；其中，函數(shù)max表示求集合中最大的元素；與當(dāng)前工序的可用設(shè)備集合Set的運(yùn)算過程相比，這里只需在得出Set后在該集合中找到權(quán)值最大的元素就可以了。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流程制造業(yè)工序關(guān)系的表達(dá)和運(yùn)算方法，其中表達(dá)方法設(shè)計(jì)了一系列矩陣或向量對(duì)工序關(guān)系進(jìn)行建模，具體包含下列矩陣或向量工序名稱向量、工序設(shè)備數(shù)向量、批次中的產(chǎn)品數(shù)向量、各工序設(shè)備間的可達(dá)性矩陣、工序間的運(yùn)輸時(shí)間矩陣、多工藝路線矩陣、各工序設(shè)備間的可達(dá)性權(quán)值矩陣、各產(chǎn)品的加工開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻矩陣，以及各產(chǎn)品在各工序的加工設(shè)備分配矩陣；運(yùn)算方法利用矩陣計(jì)算的方式對(duì)工序關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅更簡(jiǎn)潔、通用，具有較好的柔性和可擴(kuò)展性，還提高了工序關(guān)系的表達(dá)和運(yùn)算方法與信息系統(tǒng)和解決方案的集成程度。
文檔編號(hào)G05B15/02GK102364510SQ201110274898
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者葉理德, 曾亮, 邵遠(yuǎn)敬 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司