專利名稱：一種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)和方法，具體的說是解決電鍍生產(chǎn)線即能提高生產(chǎn)效率又能保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的一種調(diào)度控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電鍍行車調(diào)度系統(tǒng)不但要保證產(chǎn)品行走工位及各工位的先后順序，而且產(chǎn)品在各工位需要加工處理的時(shí)間必須限制在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，否則就會(huì)不符合生產(chǎn)工藝，可能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。目前常采用固定行車行程路線周期循環(huán)的調(diào)度方法，但這種調(diào)度方法對(duì)于生產(chǎn)工藝不同的多批次、小批量的產(chǎn)品效率極低。采用“先完成先調(diào)度”的即時(shí)調(diào)度方法，可以解決固定行程路線調(diào)度方法的不足，但是，它僅僅考慮系統(tǒng)中下一個(gè)最緊急的運(yùn)送需求， 可能發(fā)生堆極桿，所謂堆極桿就是指當(dāng)下一個(gè)工位有工件時(shí)，而當(dāng)前工位加工時(shí)間到，發(fā)出調(diào)度到下一工位的請(qǐng)求。因?yàn)槊總€(gè)工位只有1個(gè)放置極桿的位置，如果行車執(zhí)行這個(gè)請(qǐng)求， 就會(huì)發(fā)生堆極桿，屬于生產(chǎn)線嚴(yán)重故障，嚴(yán)禁這種現(xiàn)象發(fā)生；如果不執(zhí)行這個(gè)請(qǐng)求，當(dāng)前工位加工時(shí)間可能會(huì)大于工藝允許的最大時(shí)間，當(dāng)加工時(shí)間和工藝設(shè)定加工時(shí)間偏差過大就會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量甚至使產(chǎn)品報(bào)廢，也是盡量避免這種現(xiàn)象發(fā)生。延長(zhǎng)上掛時(shí)間間隔可以避免堆極桿，但會(huì)降低電鍍加工生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種電鍍生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元調(diào)度控制系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法既能提高生產(chǎn)效率又能保障產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，包括先驗(yàn)信息單元、實(shí)測(cè)信息單元、工件窗口優(yōu)化單元以及多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；先驗(yàn)信息單元，用于采集關(guān)于生產(chǎn)線行車的先驗(yàn)信息，并將其發(fā)送給多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真，使生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和仿真結(jié)果一致；工件窗口優(yōu)化單元，用于將整條生產(chǎn)線分為若干個(gè)工件窗口，以減少運(yùn)算量并滿足實(shí)時(shí)在線調(diào)度需求；實(shí)測(cè)信息單元，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線上的實(shí)際信息，并反饋至多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；并由多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元根據(jù)接收到的信息實(shí)時(shí)更新模型參數(shù)，使其能夠反映生產(chǎn)線的最新運(yùn)行狀況。進(jìn)一步，所述工件窗口優(yōu)化單元選擇行車調(diào)度控制范圍內(nèi)的工位構(gòu)成所述工件窗口，在每個(gè)掃描周期，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元只對(duì)工件窗口內(nèi)的工件進(jìn)行調(diào)度；當(dāng)某一工件在該行車控制范圍加工完畢時(shí)，將其移出該工件窗口，添加到后面行車控制的工件窗口，以此實(shí)現(xiàn)工件窗口的更新。進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括反饋初始化單元，用于在每個(gè)掃描周期，根據(jù)加工工件實(shí)際加工時(shí)間和工藝設(shè)定加工時(shí)間偏差以及行車的實(shí)測(cè)狀態(tài)，對(duì)多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元進(jìn)行初始化，使其對(duì)工件窗口內(nèi)工件的調(diào)度能建立在符合工藝要求的最新加工信息的基礎(chǔ)上。
進(jìn)一步，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷不同工件在同一個(gè)工位的加工時(shí)間段是否重疊，如果加工時(shí)間段重疊則表示會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。進(jìn)一步，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元以節(jié)點(diǎn)工位的加工時(shí)間為上掛間隔來判斷是否會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象，如果堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒再判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。進(jìn)一步，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元判斷出堆積極桿現(xiàn)象后，提前動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位的加工時(shí)間來保證關(guān)鍵工位的加工時(shí)間。本發(fā)明還公開了一種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，包括如下步驟先驗(yàn)信息單元采集關(guān)于生產(chǎn)線行車的先驗(yàn)信息，并將其發(fā)送給多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元； 多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真，使生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和仿真結(jié)果一致；將整條生產(chǎn)線分為若干個(gè)工件窗口，以減少運(yùn)算量并滿足實(shí)時(shí)在線調(diào)度需求； 實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線上的實(shí)際信息，并反饋至多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；并由多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元根據(jù)接收到的信息實(shí)時(shí)更新模型參數(shù)，使其能夠反映生產(chǎn)線的最新運(yùn)行狀況。 進(jìn)一步，選擇行車調(diào)度控制范圍內(nèi)的工位構(gòu)成所述工件窗口，在每個(gè)掃描周期，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元只對(duì)工件窗口內(nèi)的工件進(jìn)行調(diào)度；當(dāng)某一工件在該行車控制范圍加工完畢時(shí)，將其移出該工件窗口，添加到后面行車控制的工件窗口，以此實(shí)現(xiàn)工件窗口的更新。進(jìn)一步，在每個(gè)掃描周期，根據(jù)加工工件實(shí)際加工時(shí)間和工藝設(shè)定加工時(shí)間偏差以及行車的實(shí)測(cè)狀態(tài)，對(duì)多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元進(jìn)行初始化，使其對(duì)工件窗口內(nèi)工件的調(diào)度能建立在符合工藝要求的最新加工信息的基礎(chǔ)上。進(jìn)一步，通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷不同工件在同一個(gè)工位的加工時(shí)間段是否重疊，如果加工時(shí)間段重疊則表示會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。進(jìn)一步，以節(jié)點(diǎn)工位的加工時(shí)間為上掛間隔來判斷是否會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象，如果堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒再判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。進(jìn)一步，判斷出堆積極桿現(xiàn)象后，提前動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位的加工時(shí)間來保證關(guān)鍵工位的加工時(shí)間。本發(fā)明還公開了一種生產(chǎn)線行車的仿真調(diào)度控制方法，包括如下步驟(1)、啟動(dòng)生產(chǎn)線的第一個(gè)掃描周期，系統(tǒng)時(shí)間原點(diǎn)清零；O)、根據(jù)生產(chǎn)線上行車的先驗(yàn)信息展示出生產(chǎn)場(chǎng)景，提前得到工件在各個(gè)加工工位的起止時(shí)刻，通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷是否會(huì)產(chǎn)生極桿堆積現(xiàn)象；如果判斷出在第Y個(gè)工位會(huì)發(fā)生極桿堆積現(xiàn)象，則通過調(diào)節(jié)對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位加工時(shí)間，消除堆積極桿現(xiàn)象；如果判斷不會(huì)產(chǎn)生極桿堆積現(xiàn)象，則執(zhí)行以下步驟；(3)、根據(jù)檢測(cè)到的實(shí)時(shí)信息，修正多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元的模型參數(shù)，使多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元不失真，能夠反映生產(chǎn)線的實(shí)際狀態(tài)。進(jìn)一步，所述方法還包括以下步驟(4)、設(shè)定工件窗口，在工件窗口范圍內(nèi)，工件按照設(shè)定的工藝路線工藝時(shí)間加工， 直到工件進(jìn)入下一工件窗口的范圍；
(5)、在新的工件窗口執(zhí)行相同的調(diào)度過程，直到產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)線末端，結(jié)束加工。進(jìn)一步，步驟( 具體是通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷不同工件在同一個(gè)工位的加工時(shí)間段是否重疊，如果加工時(shí)間段重疊則表示會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。進(jìn)一步，步驟(2)具體是以節(jié)點(diǎn)工位的時(shí)間間隔為上掛周期，判斷是否產(chǎn)會(huì)生堆積極桿現(xiàn)象，如果產(chǎn)生堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒后重新判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。本發(fā)明的有益效果首先，根據(jù)多任務(wù)生產(chǎn)仿真系統(tǒng)，能夠提前展示出即將發(fā)生的生產(chǎn)場(chǎng)景，借助該系統(tǒng)能夠提前判斷出可能出現(xiàn)的問題，可以在問題發(fā)生之前得到有效處理；其次，是工件窗口的引入，雖然調(diào)度要反復(fù)在線進(jìn)行，但每次調(diào)度的規(guī)模都大大減小，可適應(yīng)在線實(shí)時(shí)調(diào)度的需要；再次，是反饋初始化單元對(duì)未能事先預(yù)知的事件具有快速的響應(yīng)，使優(yōu)化處理始終建立在實(shí)際信息的基礎(chǔ)上。


下面根據(jù)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1為多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述電鍍生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)包括先驗(yàn)信息單元、實(shí)測(cè)信息單元、多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元、工件窗口優(yōu)化單元、反饋初始化單元等模塊單元組成。所述先驗(yàn)信息單元是用于采集先驗(yàn)信息的單元，所謂先驗(yàn)信息即是指包括產(chǎn)品工藝對(duì)各工位加工時(shí)間范圍、加工工序要求、不同工位優(yōu)先級(jí)、調(diào)度行車運(yùn)行速度及調(diào)度范圍等的信息。所述實(shí)測(cè)信息單元是用于實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線上的行車的實(shí)測(cè)信息的單元，所謂實(shí)測(cè)信息即是指包括生產(chǎn)線上的行車的運(yùn)行工位、各個(gè)工位已經(jīng)加工時(shí)間等實(shí)測(cè)的信息。所述多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元，通過對(duì)工件加工工序、各工位加工時(shí)間范圍、行車搬運(yùn)能力、行車運(yùn)行速率等先驗(yàn)信息單元，以及工件實(shí)時(shí)所在工位、行車狀態(tài)、各工位加工時(shí)間等實(shí)時(shí)信息單元的描述，提前描繪出生產(chǎn)過程所要經(jīng)歷的場(chǎng)景，只要給定充分的先驗(yàn)信息和實(shí)時(shí)信息，便可由此多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元提前展示出生產(chǎn)場(chǎng)景。所述工件窗口優(yōu)化單元，工件需要加工的工位較多，一般有幾十個(gè)工位，而每輛行車控制范圍只有幾個(gè)工位，沒有必要對(duì)整條生產(chǎn)線全部加工工位進(jìn)行預(yù)先調(diào)度。為此，選擇行車調(diào)度控制范圍內(nèi)的工位構(gòu)成工件窗口，在每個(gè)掃描周期，只對(duì)工件窗口內(nèi)的工件借助多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元進(jìn)行調(diào)度。當(dāng)某一工件在該行車控制范圍加工完畢時(shí)，將其移出該工件窗口，添加到后面行車控制的工件窗口，以此實(shí)現(xiàn)工件窗口的更新。所述反饋初始化單元，在每個(gè)掃描周期，根據(jù)加工工件實(shí)際加工時(shí)間和工藝設(shè)定加工時(shí)間偏差以及行車的實(shí)測(cè)狀態(tài)，對(duì)多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元初始化，使對(duì)工件窗口內(nèi)工件的調(diào)度能建立在符合工藝要求的最新加工信息的基礎(chǔ)上。
下面結(jié)合附圖2和工程實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖2為多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制流程圖，如圖2所示，在即時(shí)多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)中，只要保證關(guān)鍵工位的加工時(shí)間，一般不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。在調(diào)度過程中，根據(jù)多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元能提前預(yù)測(cè)出工件在關(guān)鍵工位加工的開始和結(jié)束時(shí)刻，如果在關(guān)鍵工位的加工時(shí)間不能滿足工藝要求，通過調(diào)整可調(diào)工位的加工時(shí)間，消除這種現(xiàn)象，就能使產(chǎn)品質(zhì)量基本穩(wěn)定。在啟動(dòng)生產(chǎn)線的第一個(gè)掃描周期，多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)時(shí)間原點(diǎn)清零。 各個(gè)工位對(duì)應(yīng)一條從0開始的時(shí)間數(shù)軸，產(chǎn)品在各工位上加工開始和結(jié)束時(shí)刻間的時(shí)間段對(duì)應(yīng)數(shù)軸上的一個(gè)時(shí)間線段，把抽象的加工時(shí)間離散化變?yōu)閿?shù)軸上的兩個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的整數(shù)，方便數(shù)字計(jì)算機(jī)計(jì)算，相鄰兩掛產(chǎn)品在同一個(gè)工位加工時(shí)間線段不能出現(xiàn)重疊，如果重疊表示發(fā)生極桿堆積，出現(xiàn)生產(chǎn)故障。根據(jù)行車運(yùn)行速率、工藝路線、各工位加工時(shí)間等先驗(yàn)信息展示出生產(chǎn)場(chǎng)景，可以提前得到工件在各個(gè)加工工位的起止時(shí)刻，通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小來判斷是否會(huì)產(chǎn)生極桿堆積現(xiàn)象。只有相鄰的兩掛產(chǎn)品才有可能產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象，判斷會(huì)不會(huì)堆積極桿的方法是計(jì)算出相鄰兩掛工件在有效工位(有效工位是指含當(dāng)前工位和當(dāng)前工位以后的各個(gè)工位， 如第2掛工件進(jìn)入生產(chǎn)線時(shí)，第1掛工件已經(jīng)在第6個(gè)工位加工了，有效工位為從第6個(gè)工位開始的各個(gè)工位)的加工時(shí)間是否會(huì)發(fā)生重疊，如果發(fā)生重疊，即發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象。具體采用的方法是判斷表達(dá)式 λ7β+ λ4β < (λ+1)7β是否成立(λ為1至25的整數(shù)， 表示各工件；β為0至99整數(shù)，表示各工位；該式的意義是比較第λ掛工件在β工位的結(jié)束時(shí)刻和第λ+1掛工件在β工位的開始時(shí)刻，如果第λ+1掛工件在β工位的開始時(shí)刻小于第λ掛工件在β工位的結(jié)束時(shí)刻，表示上一掛工件還沒離開該工位，當(dāng)前工件就需要運(yùn)送到該工位，則發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象)，如果成立，不會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象；不成立，將會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。假如啟動(dòng)系統(tǒng)的第二掛工件，初始條件為λ = 2;假如行車空閑，且當(dāng)前工位在上掛工位，當(dāng)前時(shí)間為VlOO = 810秒，則可以計(jì)算出第2掛產(chǎn)品在各個(gè)工位的預(yù)測(cè)開始加工時(shí)刻，D2701 = 825秒；同理可以算出D2702 = 1160秒；D2703 = 1220秒等。比較有效工位是否會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象，如有效工位是第6工位以后的各個(gè)工位，判斷各式 D1706+D1406-D2706 < 0.D1707+D1407-D2707 < 0.D1708+D1408-D2708 < 0 是否成立，如果成立，即不會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象，如果不成立則表示會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象。如果堆積極桿， 有兩種情況，一種是還沒有進(jìn)入生產(chǎn)線，采取的處理方法是增加上掛間隔，增加的數(shù)值為有效工位各式最小差值的絕對(duì)值，這樣既避免了多次循環(huán)判斷，也避免了堆積極桿現(xiàn)象；另一種情況是生產(chǎn)線上的相鄰兩個(gè)工件發(fā)生堆積極桿，就調(diào)節(jié)可調(diào)工位的加工時(shí)間，避免堆積極桿。當(dāng)每個(gè)工件在新的工位開始加工時(shí)，第一個(gè)掃描周期，根據(jù)啟動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際時(shí)刻為該工位的起點(diǎn)時(shí)刻，即DX 7β =V100，然后根據(jù)DX 7β的數(shù)據(jù)重新預(yù)測(cè)該工位以后的各工位的預(yù)測(cè)加工開始時(shí)刻。通過根據(jù)實(shí)測(cè)信息對(duì)多任務(wù)生產(chǎn)仿真模型的初始化，使對(duì)工件窗口內(nèi)工件的調(diào)度能建立在符合工藝要求的最新加工信息的基礎(chǔ)上，才有實(shí)際意義。如第一掛工件在第一個(gè)工位加工時(shí)預(yù)測(cè)第2、第3工位加工起始時(shí)刻分別為，D1702 = 350秒； D1703 = 410秒；實(shí)際第2工位的起始加工時(shí)刻是345秒，則初始化工件窗口優(yōu)化范圍內(nèi)第
72個(gè)工位以后的各個(gè)工位預(yù)測(cè)加工時(shí)刻，調(diào)整后D1702 = 345秒；D1703 = 405秒等等。如果判斷出在第Y個(gè)工位會(huì)發(fā)生極桿堆積現(xiàn)象，通過調(diào)節(jié)對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位加工時(shí)間，消除堆積極桿現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)際檢測(cè)到的生產(chǎn)線上行車運(yùn)行工位、各工位加工時(shí)間等實(shí)時(shí)信息，修正多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元，使多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元不失真，能夠反映生產(chǎn)線的實(shí)際狀態(tài)。以節(jié)點(diǎn)工位的時(shí)間間隔為上掛周期，判斷是否產(chǎn)會(huì)生堆積極桿現(xiàn)象，如果產(chǎn)生堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒后重新判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。在工件窗口范圍內(nèi)，工件按照設(shè)定的工藝路線工藝時(shí)間加工，直到工件進(jìn)入下一優(yōu)化窗口范圍。在新的優(yōu)化窗口執(zhí)行相同的調(diào)度過程，直到產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)線末端，結(jié)束加工。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元，能夠提前展示出即將發(fā)生的生產(chǎn)場(chǎng)景，借助該單元能夠提前判斷出可能出現(xiàn)的問題，可以在問題發(fā)生之前得到有效處理；其次是工件窗口的引入，雖然調(diào)度要反復(fù)在線進(jìn)行，但每次調(diào)度的規(guī)模都大大減小，可適在線應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)度的需要；再次是反饋初始化對(duì)未能事先預(yù)知的事件具有快速的響應(yīng)，使優(yōu)化始終建立在實(shí)際信息的基礎(chǔ)上。通過上述實(shí)施，可以很清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)該注意，雖然以上是參考具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明的，但這并不意味是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求而不是具體實(shí)施方式
來限定的。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，包括先驗(yàn)信息單元、實(shí)測(cè)信息單元、工件窗口優(yōu)化單元以及多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；其特征是先驗(yàn)信息單元采集關(guān)于生產(chǎn)線行車的先驗(yàn)信息，并將其發(fā)送給多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真，使生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和仿真結(jié)果一致；工件窗口優(yōu)化單元， 用于將整條生產(chǎn)線分為若干個(gè)工件窗口，以減少運(yùn)算量并滿足實(shí)時(shí)在線調(diào)度需求；實(shí)測(cè)信息單元實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線上的實(shí)際信息，并反饋至多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元根據(jù)接收到的信息實(shí)時(shí)更新模型參數(shù)，使其能夠反映生產(chǎn)線的最新運(yùn)行狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述工件窗口優(yōu)化單元選擇行車調(diào)度控制范圍內(nèi)的工位構(gòu)成所述工件窗口，在每個(gè)掃描周期，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元只對(duì)工件窗口內(nèi)的工件進(jìn)行調(diào)度；當(dāng)某一工件在該行車控制范圍加工完畢時(shí)，將其移出該工件窗口，添加到后面行車控制的工件窗口，以此實(shí)現(xiàn)工件窗口的更新。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括反饋初始化單元，用于在每個(gè)掃描周期，根據(jù)加工工件實(shí)際加工時(shí)間和工藝設(shè)定加工時(shí)間偏差以及行車的實(shí)測(cè)狀態(tài)，對(duì)多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元進(jìn)行初始化，使其對(duì)工件窗口內(nèi)工件的調(diào)度能建立在符合工藝要求的最新加工信息的基礎(chǔ)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷不同工件在同一個(gè)工位的加工時(shí)間段是否重疊，如果加工時(shí)間段重疊則表示會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元以節(jié)點(diǎn)工位的加工時(shí)間為上掛間隔來判斷是否會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象，如果堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒再判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元判斷出堆積極桿現(xiàn)象后，提前動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位的加工時(shí)間來保證關(guān)鍵工位的加工時(shí)間。
7.—種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，其特征是，包括如下步驟先驗(yàn)信息單元采集關(guān)于生產(chǎn)線行車的先驗(yàn)信息，并將其發(fā)送給多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真，使生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和仿真結(jié)果一致；將整條生產(chǎn)線分為若干個(gè)工件窗口，以減少運(yùn)算量并滿足實(shí)時(shí)在線調(diào)度需求；實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線上的實(shí)際信息，并反饋至多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；并由多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元根據(jù)接收到的信息實(shí)時(shí)更新模型參數(shù)，使其能夠反映生產(chǎn)線的最新運(yùn)行狀況。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，其特征在于， 選擇行車調(diào)度控制范圍內(nèi)的工位構(gòu)成所述工件窗口，在每個(gè)掃描周期，多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元只對(duì)工件窗口內(nèi)的工件進(jìn)行調(diào)度；當(dāng)某一工件在該行車控制范圍加工完畢時(shí)，將其移出該工件窗口，添加到后面行車控制的工件窗口，以此實(shí)現(xiàn)工件窗口的更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，在每個(gè)掃描周期，根據(jù)加工工件實(shí)際加工時(shí)間和工藝設(shè)定加工時(shí)間偏差以及行車的實(shí)測(cè)狀態(tài)，對(duì)多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元進(jìn)行初始化，使其對(duì)工件窗口內(nèi)工件的調(diào)度能建立在符合工藝要求的最新加工信息的基礎(chǔ)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷不同工件在同一個(gè)工位的加工時(shí)間段是否重疊，如果加工時(shí)間段重疊則表示會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，以節(jié)點(diǎn)工位的加工時(shí)間為上掛間隔來判斷是否會(huì)發(fā)生堆積極桿現(xiàn)象，如果堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒再判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，判斷出堆積極桿現(xiàn)象后，提前動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位的加工時(shí)間來保證關(guān)鍵工位的加工時(shí)間。
13.—種生產(chǎn)線行車的仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，包括如下步驟(1)、啟動(dòng)生產(chǎn)線的第一個(gè)掃描周期，系統(tǒng)時(shí)間原點(diǎn)清零；O)、根據(jù)生產(chǎn)線上行車的先驗(yàn)信息展示出生產(chǎn)場(chǎng)景，提前得到工件在各個(gè)加工工位的起止時(shí)刻，通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷是否會(huì)產(chǎn)生極桿堆積現(xiàn)象；如果判斷出在第Y個(gè)工位會(huì)發(fā)生極桿堆積現(xiàn)象，則通過調(diào)節(jié)對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格工位加工時(shí)間，消除堆積極桿現(xiàn)象；如果判斷不會(huì)產(chǎn)生極桿堆積現(xiàn)象，則執(zhí)行以下步驟；(3)、根據(jù)檢測(cè)到的實(shí)時(shí)信息，修正多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元的模型參數(shù)，使多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元不失真，能夠反映生產(chǎn)線的實(shí)際狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生產(chǎn)線行車的仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步以下步驟G)、設(shè)定工件窗口，在工件窗口范圍內(nèi)，工件按照設(shè)定的工藝路線工藝時(shí)間加工，直到工件進(jìn)入下一工件窗口的范圍；(5)、在新的工件窗口執(zhí)行相同的調(diào)度過程，直到產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)線末端，結(jié)束加工。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的生產(chǎn)線行車的仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，步驟 (2)具體是通過比較前一個(gè)工件的結(jié)束時(shí)刻和后一個(gè)工件的開始時(shí)刻的大小，來判斷不同工件在同一個(gè)工位的加工時(shí)間段是否重疊，如果加工時(shí)間段重疊則表示會(huì)產(chǎn)生堆積極桿現(xiàn)象。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的生產(chǎn)線行車的仿真調(diào)度控制方法，其特征在于，步驟 (2)具體是以節(jié)點(diǎn)工位的時(shí)間間隔為上掛周期，判斷是否產(chǎn)會(huì)生堆積極桿現(xiàn)象，如果產(chǎn)生堆積極桿，上掛時(shí)間間隔加1秒后重新判斷，直到找到合適的上掛時(shí)間間隔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)線行車的多任務(wù)生產(chǎn)仿真調(diào)度控制系統(tǒng)和方法，包括先驗(yàn)信息單元，采集關(guān)于生產(chǎn)線行車的先驗(yàn)信息，并將其發(fā)送給多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元根據(jù)所述先驗(yàn)信息對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真，使生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和仿真結(jié)果一致；工件窗口優(yōu)化單元，將整條生產(chǎn)線分為若干個(gè)工件窗口，以減少運(yùn)算量并滿足實(shí)時(shí)在線調(diào)度需求；實(shí)測(cè)信息單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線上的實(shí)際信息，并反饋至多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元；多任務(wù)生產(chǎn)仿真單元根據(jù)接收到的信息實(shí)時(shí)更新模型參數(shù)，使其能夠反映生產(chǎn)線的最新運(yùn)行狀況。本發(fā)明可以有效避免生產(chǎn)線行車的堆極桿現(xiàn)象發(fā)生，通過實(shí)時(shí)仿真優(yōu)化控制，既能提高生產(chǎn)效率又能保障產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102393710SQ20111033504
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
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