多智能计划调度系统.ppt

2 制造系统的智能调度 概述 生产调度的定义及研究方法 规则调度 基于状态性能反馈的规则调度 面向多工艺规划的调度 2-1 概述 制造系统是一个复杂的、可辨别的动态实体，它由为“把原材料变换成所需的有用产品”这一目的而进行不同特征活动的一些相互关联、相互依赖的子系统所组成 制造系统的目的就是把原材料变换成产品，或者说原材料和产品分别是系统的基本输入和输出 与一般制造系统相比，数字制造系统组成与运行模式具有以下特点： 数字制造系统中普遍采用以CNC机床、机器人、坐标测量机等数字化生产设备，它们一般由计算机控制，信息处理能力强，工作柔性大，可以处理多种传感器信息，可以完成多种生产任务 2-2 生产调度的定义及研究方法 生产调度及其复杂性 调度问题的研究方法 2-2-1 生产调度及其复杂性(1) 制造系统的生产调度本质上是一类广泛的约束优化问题，调度问题一般可描述为在满足一定技术与资源约束的前提下，安排工件的投放顺序，指定各工件的加工路径、加工开始时间和完成时间，并尽可能满足生产管理者的生产目标 生产调度问题主要涉及生产设备、被加工工件和调度目标函数，我们称其为调度三要素(或生产运行要素) 2-2-1 生产调度及其复杂性(2) 调度问题可以根据这三个要素进行分类 按制造系统包含的生产设备，可以将调度问题分为单机调度和多机调度 按工件的加工路径，可以将调度问题分为并行机调度、流水线车间调度、柔性流车间调度、单件车间调度、可重入生产调度和任意加工路径调度。 按调度目标，可以将调度问题分为单目标调度和多目标调度 此外，调度问题还可以分为确定性调度和随机性调度，静态调度和动态调度等。 2-2-2 调度问题的研究方法 运筹学方法 统计分析法 极大代数法 Petri网方法 智能调度方法 计算机仿真方法 智能调度方法(1) 采用人工智能理论与技术求解生产调度问题统称为智能调度 其主要包括基于符号智能的专家系统调度，基于计算智能的神经网络调度、模糊规则调度和基因算法调度，基于多智能体合作求解技术的分布式生产调度等 多层感知机(MLP)是另一个常用于解决生产调度问题的神经网络模型 基因算法(GA)以其按自然进化法则、群体优化有哪些信誉好的足球投注网站的特点，成为优化问题的另一种解决方案 智能调度方法(2) 基因方法本质上是一类随机寻优方法，虽然可用各种启发式规则指导有哪些信誉好的足球投注网站过程，但只有当这些启发式能正确反映该有哪些信誉好的足球投注网站问题的本质时，启发式有哪些信誉好的足球投注网站才会产生较好结果 基于多智能体合作求解技术的分布式智能调度方法，提供了一种组态灵活、快速响应市场的生产调度机制，通过智能体(Agent)之间的合作与协调来完成生产任务的调度，并达到预先规定的生产目标 计算机仿真方法 通过建立制造系统仿真运行模型，利用离散事件仿真技术，可以对调度问题的多个侧面进行分析研究 (1) 仿真可以捕捉和分析制造资源之间的动态相互影响，评价调度中的矛盾条件，解决各种冲突问题。  (2) 生产调度可以看成是一个多级决策过程，各决策点可能存在多种决策方案，通过仿真，可以比较不同决策方案对系统性能的影响，进而选择最佳决策方案。 (3) 利用仿真工具直接产生调度方案。这方面的研究尚处于起步阶段，尤其是怎样利用仿真技术实现调度方案的优化，其控制机理有待深入研究。 2-3 规则调度 定义及分类 简单调度规则 典型规则调度模型与算法 2-3-1 定义及分类(1) 定义: 通过一定的排序规则，对工件/设备进行优先级排序，安排工件的加工顺序和加工开始时间，从而控制制造系统中的物流过程，以达到优化生产的目的，这种调度方法称为基于规则的调度，简称为规则调度，所采用的排序规则称为调度规则(Scheduling/or Dispatching /or Priority rule) 2-3-1 定义及分类(2) 据调度过程中对调度规则的使用方法，规则调度一般可分为： 单一规则调度 混合规则调度 有序规则集调度 专家系统调度(或基于知识库的调度) 适应规则调度(简称适应调度) 2-3-1 定义及分类(3) 规则调度主要研究以下问题 1、调度规则评价 2、适应规则调度 3、工艺柔性与规则调度 2-3-2 简单调度规则 基于加工时间的调度规则 基于交货期的调度规则 基于工序数的调度规则 基于费用的调度规则 基于到达时间和随机因素的调度规则 基于松弛时间和允许时间的调度规则 基于机器信息 基于加工时间的调度规则 最短加工时间(SPT)优先规则 最短工序完成时间优先规则 最长加工时间(LPT)优先规则 最长工序完成时间优先规则 最短剩余加工时间和(LWKR)优先规则 最长剩余加工时间和(MWKR)优先规则 基于交货期的调度规则 EDD优