王傲勝WANG Ao-sheng

（河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院，平頂山 467001）

（Henan Quality Polytechnic，Pingdingshan 467001，China）

0 引言

車間生產(chǎn)調(diào)度是先進(jìn)制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理技術(shù)、運(yùn)籌技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心，是制造業(yè)生產(chǎn)中最活躍和生產(chǎn)系統(tǒng)研究的前沿問題之一。MAS（Multi-System）是一種分布式自主系統(tǒng)，各Agent 之間通過智能行為協(xié)調(diào)它們的知識(shí)、目標(biāo)、技巧和規(guī)劃，聯(lián)合起來采用行動(dòng)或求解問題。本文把制造知識(shí)有效地整合到車間的制造過程并進(jìn)行優(yōu)化，論述知識(shí)管理下車間調(diào)度問題。

1 生產(chǎn)調(diào)度問題

假設(shè)生產(chǎn)調(diào)度問題研究對(duì)象為：生產(chǎn)任務(wù)每個(gè)環(huán)節(jié)由若干個(gè)生產(chǎn)單元構(gòu)成，生產(chǎn)單元包含生產(chǎn)因子（人員、設(shè)備、原材料、方法、環(huán)境等），輔助因子（檢修、運(yùn)輸、輔助等），經(jīng)濟(jì)因子（生產(chǎn)率、能耗、工資、損耗、時(shí)間等）。調(diào)度做以下假設(shè)：

①特定訂單各生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)因子關(guān)系不變。優(yōu)化使生產(chǎn)符合均衡生產(chǎn)要求。

②支持因子是生產(chǎn)過程中公共資源，是調(diào)度要素，是生產(chǎn)調(diào)度研究的主要對(duì)象。

③各生產(chǎn)單元經(jīng)濟(jì)因子是在生產(chǎn)調(diào)度時(shí)的目標(biāo)要素，存在不確定性和多目標(biāo)優(yōu)化問題。

為了滿足以銷定產(chǎn)的快速調(diào)度需求，每個(gè)生產(chǎn)要素Agent 體根據(jù)需要向調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出資源申請(qǐng)，從調(diào)度處獲得所需要的資源，響應(yīng)其他單元任務(wù)。車間內(nèi)部生產(chǎn)異常和不確定性的存在，生產(chǎn)要素沖突和閑置現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，所以調(diào)度必須基于車間當(dāng)前知識(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

2 制造車間生產(chǎn)抽象化描述

將車間抽象化為三個(gè)層次：車間管理層、生產(chǎn)層、支持層，對(duì)應(yīng)圖1 中三行。第一行為車間管理，各管理環(huán)節(jié)如CAPP、ERP、CAE 等分別作為一個(gè)Agent，信息化程度很高，不是本文研究對(duì)象。第二行為生產(chǎn)層，環(huán)節(jié)Agent 中設(shè)備屬性不易移動(dòng)，位置屬性值基本為定值，在訂單不穩(wěn)時(shí)，對(duì)物流資源（天車、叉車等）依賴較大。第三行為生產(chǎn)支持層，由各類生產(chǎn)支持資源Agent（如天車）集合體構(gòu)成，接受并響應(yīng)各類Agent 申請(qǐng)，擔(dān)負(fù)主動(dòng)向Manager 報(bào)告故障，處理簡單故障，為生產(chǎn)層服務(wù)，受管理層指揮，是調(diào)度中最活躍的因素。Agent 在收到與查詢相關(guān)的信息后，一些資源Agent 形成自己獨(dú)有的調(diào)度機(jī)制，直接響應(yīng)各類申請(qǐng)，主動(dòng)向信息需求者提供信息以及相關(guān)服務(wù)，響應(yīng)函數(shù)是整個(gè)車間調(diào)度的重點(diǎn)、難點(diǎn)。車間調(diào)度服從以下原則：①生產(chǎn)調(diào)度必須服從生產(chǎn)工藝要求，必須按工藝要求順序進(jìn)行。②生產(chǎn)調(diào)度促進(jìn)新的均衡生產(chǎn)產(chǎn)生。新訂單導(dǎo)致均衡生產(chǎn)被打破，調(diào)度期望以最小代價(jià)優(yōu)化可調(diào)環(huán)節(jié)盡可能接近均衡生產(chǎn)要求。③支持因子生產(chǎn)調(diào)度服從生產(chǎn)環(huán)節(jié)需求，服從經(jīng)濟(jì)原則，避免浪費(fèi)和沖突。優(yōu)先響應(yīng)造成車間總體損失大的環(huán)節(jié)，避免某種資源集中響應(yīng)。④滿足時(shí)間需求的最小投入原則，完工時(shí)間必須滿足訂單需要情況下，進(jìn)行成本優(yōu)化。

3 Agent 集合體知識(shí)獲取

車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)地點(diǎn)固定、任務(wù)繁重、環(huán)境惡劣，隨著傳感設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，Agent 資源采集應(yīng)該簡便、可靠性高，達(dá)到虛擬車間和現(xiàn)實(shí)車間結(jié)合。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2，有三種類錄入Agent 特征值方式。集中錄入單元Agent 在車間設(shè)置錄入站，采集、錄入數(shù)據(jù)采集，獲取生產(chǎn)、設(shè)備狀況等信息。環(huán)節(jié)錄入單元Agent 通過環(huán)節(jié)終端設(shè)備帶有的網(wǎng)絡(luò)接口輸入采集、錄入知識(shí)。自動(dòng)采集單元具有資源調(diào)度率高、接口復(fù)雜的資源Agent 等充分利用傳感器自動(dòng)采集及時(shí)輸入車間數(shù)據(jù)庫以保證迅速及時(shí)調(diào)度。實(shí)時(shí)策略對(duì)Agent 屬性進(jìn)行分類、分機(jī)管理以滿足不斷變化的車間Agent 的請(qǐng)求。

4 生產(chǎn)調(diào)度的優(yōu)化

車間調(diào)度存在兩類問題：前面環(huán)節(jié)生產(chǎn)不足導(dǎo)致后繼環(huán)節(jié)停工和前面環(huán)節(jié)過剩導(dǎo)致后繼環(huán)節(jié)阻塞問題。在以銷定產(chǎn)的生產(chǎn)模式下，車間建設(shè)初期按照均衡生產(chǎn)要求，環(huán)節(jié)要素構(gòu)成的Agent 集合體不再是完全剛性的，需要考慮柔性Agent 集合體與剛性Agent 集合體的搭配，以最小投入達(dá)到最大柔性效果，產(chǎn)品變動(dòng)時(shí)，通過簡單Agent 集合體調(diào)整促進(jìn)新的柔性Agent 集合體產(chǎn)生與新的流程再造，達(dá)到以最小的移動(dòng)、整合達(dá)到新的均衡，減少兩類問題的產(chǎn)生。滿足服務(wù)整體效益優(yōu)先，整體生產(chǎn)時(shí)間最小或整體經(jīng)濟(jì)損失最小，提高作業(yè)滿意率，減少作業(yè)環(huán)節(jié)擁堵現(xiàn)象。

5 結(jié)語

綜上所述，本文的研究對(duì)在以銷定產(chǎn)的生產(chǎn)模式下，知識(shí)制造系統(tǒng)的建立，充分利用制造資源，提升制造企業(yè)核心競爭力，推動(dòng)企業(yè)敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造的發(fā)展和應(yīng)用具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

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