劉政君

（中國(guó)航空制造技術(shù)研究院 數(shù)字化制造技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100024）

柔性制造系統(tǒng)在航空零部件生產(chǎn)中運(yùn)用廣泛，但由于其在不同的調(diào)度場(chǎng)景下具有各異的調(diào)度特征，導(dǎo)致柔性制造系統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)難以在不同調(diào)度場(chǎng)景之間復(fù)用。實(shí)際生產(chǎn)中，調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)者目前的普遍做法是根據(jù)不同場(chǎng)景各自的特征，針對(duì)性地研究調(diào)度方法和開發(fā)調(diào)度系統(tǒng)，但任務(wù)量龐大。若能夠針對(duì)復(fù)雜的調(diào)度情境快速構(gòu)建排產(chǎn)系統(tǒng)，可節(jié)約大量的時(shí)間和人力成本。因此，針對(duì)柔性制造系統(tǒng)復(fù)雜多變的調(diào)度特征，如何快捷高效地開發(fā)與之相適應(yīng)的調(diào)度系統(tǒng)是一個(gè)值得深入研究的問題。

目前，針對(duì)柔性制造系統(tǒng)調(diào)度問題的研究大都是針對(duì)某個(gè)特定場(chǎng)景。例如：對(duì)于動(dòng)態(tài)流水車間場(chǎng)景，EL-BOURI等提出了一種對(duì)相鄰設(shè)備進(jìn)行協(xié)同分派的優(yōu)先級(jí)規(guī)則，并取得了較好的調(diào)度求解結(jié)果[1]；對(duì)于部分柔性的制造環(huán)境，邵斌彬等設(shè)計(jì)了一種基于綜合分配規(guī)則的快速啟發(fā)式調(diào)度算法[2]；針對(duì)作業(yè)車間調(diào)度場(chǎng)景，CHEN等提出一種柔性的依據(jù)偏好來決策的分派規(guī)則，證明了該分派規(guī)則相較于傳統(tǒng)分派規(guī)則具有優(yōu)越性[3]；也有不少學(xué)者通過人工智能方法解決柔性制造系統(tǒng)的調(diào)度問題，取得了不錯(cuò)的進(jìn)展[4-7]。但是，在開發(fā)復(fù)用型調(diào)度系統(tǒng)方面，國(guó)內(nèi)還少有研究。

針對(duì)調(diào)度系統(tǒng)在不同場(chǎng)景之間的復(fù)用性問題，本文提出了一種規(guī)則可配置的自適應(yīng)調(diào)度方法。決策者只需根據(jù)生產(chǎn)線的特征配置對(duì)應(yīng)的參數(shù)，就能應(yīng)對(duì)不同特征的調(diào)度場(chǎng)景，同時(shí)分析并處理柔性制造系統(tǒng)的擾動(dòng)，使調(diào)度方法更具魯棒性。

1 規(guī)則可配置的調(diào)度框架構(gòu)建

針對(duì)柔性制造系統(tǒng)復(fù)雜多變的調(diào)度特征和柔性制造系統(tǒng)可能出現(xiàn)的擾動(dòng)，提出了一種規(guī)則可配置的調(diào)度框架。整體調(diào)度框架如圖1所示，共分為3部分。第1部分為規(guī)則配置，負(fù)責(zé)根據(jù)不同生產(chǎn)線的特征來配置相應(yīng)的排產(chǎn)規(guī)則，并根據(jù)規(guī)則將排產(chǎn)的約束條件抽象為排產(chǎn)算法所需的輸入?yún)?shù)。第2部分為排產(chǎn)算法，負(fù)責(zé)確定邊界和約束條件的基于優(yōu)先級(jí)的排產(chǎn)算法。算法的輸入需要遵守配置規(guī)則的約束條件和擾動(dòng)約束條件。第3部分為擾動(dòng)分析與處理，負(fù)責(zé)對(duì)柔性制造系統(tǒng)擾動(dòng)進(jìn)行歸類分析，并根據(jù)擾動(dòng)類型處理 擾動(dòng)。

圖1 整體調(diào)度框架

2 基于優(yōu)先級(jí)規(guī)則的排產(chǎn)算法簡(jiǎn)介

基于優(yōu)先級(jí)規(guī)則的啟發(fā)式排產(chǎn)算法具有無須迭代運(yùn)算、運(yùn)算速度快、容易認(rèn)知理解等特點(diǎn)，在求解實(shí)際生產(chǎn)調(diào)度中被廣泛運(yùn)用。眾多學(xué)者對(duì)該算法進(jìn)行了改進(jìn)，目前已有多種優(yōu)先級(jí)規(guī)則[8-12]。該算法通過某種預(yù)定的規(guī)則為各個(gè)工序任務(wù)賦予優(yōu)先級(jí)（如SPT規(guī)則、EDD規(guī)則等），然后按照優(yōu)先級(jí)的高低順序依次為各個(gè)工序任務(wù)安排生產(chǎn)設(shè)備。算法的執(zhí)行流程如 圖2所示。

圖2 基于優(yōu)先級(jí)排產(chǎn)算法流程

（1）篩選可排產(chǎn)的工序任務(wù)序列，輪訓(xùn)當(dāng)前所有訂單，將排產(chǎn)的工序任務(wù)加入待排產(chǎn)序列；

（2）為待排產(chǎn)序列中的工序任務(wù)安排優(yōu)先級(jí)；

（3）按照優(yōu)先級(jí)順序依次為最高優(yōu)先級(jí)的工序任務(wù)安排加工設(shè)備；

（4）每安排一個(gè)工序任務(wù)，更新設(shè)備的任務(wù)隊(duì)列，并重復(fù)步驟（1）直至所有的工序任務(wù)都被安排完畢。

3 規(guī)則配置

優(yōu)先級(jí)是基于優(yōu)先級(jí)規(guī)則的排產(chǎn)算法中較為關(guān)鍵的參數(shù)，包括任務(wù)優(yōu)先級(jí)和設(shè)備優(yōu)先級(jí)。任務(wù)優(yōu)先級(jí)指工序任務(wù)被安排的先后順序。任務(wù)優(yōu)先級(jí)排產(chǎn)算法按照優(yōu)先級(jí)的高低順序依次為所有工序任務(wù)安排生產(chǎn)設(shè)備。設(shè)備優(yōu)先級(jí)指當(dāng)某工序任務(wù)擁有超過多臺(tái)可用設(shè)備且需在多臺(tái)設(shè)備中選擇一個(gè)用于加工時(shí)，選擇加工設(shè)備的優(yōu)先順序。設(shè)備優(yōu)先級(jí)排產(chǎn)算法會(huì)為工序任務(wù)安排擁有當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)的可用設(shè)備。

關(guān)于優(yōu)先級(jí)的啟發(fā)式規(guī)則的研究目前已經(jīng)比較成熟，產(chǎn)生了眾多優(yōu)先級(jí)規(guī)則，如SPT規(guī)則、EDD規(guī)則、Johnson規(guī)則、CDS規(guī)則、Palmer規(guī)則、LNS規(guī)則以及FIFO規(guī)則等。但是，這些規(guī)則往往只是對(duì)工序任務(wù)的某一個(gè)或幾個(gè)屬性較為關(guān)注，存在各自的局限性。若能夠?qū)⑦@些規(guī)則集合封裝形成一個(gè)優(yōu)先級(jí)規(guī)則系統(tǒng)，決策者就能夠在系統(tǒng)中選取適用的規(guī)則進(jìn)行排產(chǎn)，甚至編制優(yōu)先級(jí)規(guī)則，大大提高了優(yōu)先級(jí)規(guī)則的適用性。因此，提出優(yōu)先級(jí)規(guī)則的配置方法用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)規(guī)則系統(tǒng)的構(gòu)建，主要包括離散型配置方法和連續(xù)型配置方法。

離散型任務(wù)優(yōu)先級(jí)的配置規(guī)則如表1所示。決策者可以配置決定優(yōu)先級(jí)的各個(gè)屬性值，并直接指定對(duì)應(yīng)屬性下的任務(wù)優(yōu)先級(jí)。本文以剩余交貨時(shí)間、緊迫率、重要程度和加工時(shí)間為例，講述離散型任務(wù)優(yōu)先級(jí)的配置過程。決策者可以根據(jù)各個(gè)屬性的值直接給定一個(gè)對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)值，如任務(wù)的交貨期為1～3 d，緊迫率為1.0～7.2，重要程度為“很重要”，加工時(shí)間為10～24 h，給定優(yōu)先級(jí)值為5。離散型規(guī)則配置表格并不局限于上述屬性，表格屬性的數(shù)量是可配置的，決策者可以根據(jù)需要在系統(tǒng)中添加或者刪除某列屬性。

表1 離散型任務(wù)優(yōu)先級(jí)配置表

與離散型優(yōu)先級(jí)配置方法直接指定任務(wù)的優(yōu)先不同，連續(xù)性任務(wù)優(yōu)先級(jí)配置方法是通過權(quán)衡幾個(gè)屬性的權(quán)重計(jì)算出一個(gè)加權(quán)值，并用“1”除以該加權(quán)值作為任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。如表2所示，決策者選擇添加參與決策的屬性，并給定這些屬性的權(quán)重值。權(quán)重值越大，表明該項(xiàng)屬性越受到重視。為了統(tǒng)一量綱，使得每個(gè)屬性對(duì)優(yōu)先級(jí)的貢獻(xiàn)得分大致落在相同的量級(jí)范圍內(nèi)，不出現(xiàn)因量級(jí)差距過大導(dǎo)致某項(xiàng)屬性的貢獻(xiàn)被忽略的現(xiàn)象，需對(duì)各個(gè)屬性的取值進(jìn)行歸一化處理。

表2 連續(xù)性任務(wù)優(yōu)先級(jí)規(guī)則配置表

本文以加工時(shí)間、剩余交貨時(shí)間、緊迫率和重要程度為例進(jìn)行說明。

加工時(shí)間得分的取值S1為

式中：S1為加工時(shí)間得分的取值；t為任務(wù)加工時(shí)間；tmin為待排產(chǎn)任務(wù)中的最小加工時(shí)間；tmax為待排產(chǎn)任務(wù)中的最大加工時(shí)間。

剩余交貨時(shí)間得分的取值S2為

式中：S2為剩余交貨時(shí)間得分的取值；T1為最長(zhǎng)交貨期；T2為任務(wù)剩余交貨時(shí)間；Tmax為待排產(chǎn)任務(wù)中最長(zhǎng)交貨期。

緊迫率得分的取值S3為

式中：S3為緊迫率得分的取值；a為任務(wù)的緊迫率；amax為待排產(chǎn)任務(wù)中最大緊迫率；amin為待排產(chǎn)任務(wù)中最小緊迫率。

重要程度得分的取值S4為

式中：S4為重要程度得分的取值；Smax為任務(wù)最大取值得分；S為任務(wù)取值得分；Smin為任務(wù)最小取值得分。關(guān)于重要程度，規(guī)定“非常重要”取值為“1”，“很重要”取值為“2”，“一般”取值為“3”，“不重要”取值為“4”。

規(guī)定各屬性權(quán)重值的取值范圍為0～100的整數(shù)，計(jì)算時(shí)將各權(quán)重值進(jìn)行歸一化處理。

優(yōu)先級(jí)的計(jì)算公式為

式中：Ai為各個(gè)屬性值的得分；ωi為各個(gè)屬性對(duì)應(yīng)的權(quán)重值。

利用這兩種方法，決策者可以通過適當(dāng)?shù)呐渲玫玫浆F(xiàn)有的優(yōu)先級(jí)規(guī)則，也可以自定義屬于某種場(chǎng)景的特殊規(guī)則。例如，EDD規(guī)則關(guān)注工件任務(wù)的交貨期，交貨期越接近的工件，優(yōu)先級(jí)越高。在配置規(guī)則時(shí)，采用離散型配置法只需配置各個(gè)交貨期時(shí)間段的對(duì)應(yīng)任務(wù)優(yōu)先級(jí)即可完成配置。在配置規(guī)則時(shí)，采用連續(xù)型配置法需要配置交貨期這一屬性的權(quán)重，并將其他權(quán)重值設(shè)為0。

離散型任務(wù)優(yōu)先級(jí)配置方法只要參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，各個(gè)優(yōu)先級(jí)規(guī)則的擬合效果就會(huì)較好。理論上，通過離散優(yōu)先級(jí)的配置方法，可以擬合出現(xiàn)有大部分的優(yōu)先級(jí)規(guī)則。它的缺點(diǎn)在于需要配置的參數(shù)較多，配置過程較為煩瑣。連續(xù)型配置方法的優(yōu)點(diǎn)在于配置簡(jiǎn)單，只需添加相關(guān)屬性并配置對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，缺點(diǎn)在于由于優(yōu)先級(jí)配置公式為線性公式，對(duì)某些非線性優(yōu)先級(jí)規(guī)則的擬合效果可能不好。

設(shè)備優(yōu)先級(jí)的配置過程與任務(wù)優(yōu)先級(jí)類似，區(qū)別在于所配置屬性不同，這里不再贅述。

4 擾動(dòng)分析與處理

當(dāng)柔性制造系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，調(diào)度系統(tǒng)會(huì)根據(jù)可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）反饋的現(xiàn)場(chǎng)情況判斷擾動(dòng)類型，并根據(jù)不同的故障信息觸發(fā)對(duì)應(yīng)的處理策略，重新生成符合現(xiàn)狀的調(diào)度方案，并下發(fā)至動(dòng)作規(guī)劃層執(zhí)行。在生成新的調(diào)度方案時(shí)，需遵循盡量少改動(dòng)原排產(chǎn)方案的原則，盡量減小擾動(dòng)對(duì)調(diào)度方案的影響。

匯總并歸類分析柔性制造系統(tǒng)常見的擾動(dòng)可知，常見擾動(dòng)主要包括設(shè)備故障類擾動(dòng)、進(jìn)度異常類擾動(dòng)和訂單變動(dòng)類擾動(dòng)[13-14]。擾動(dòng)處理的流程圖如圖3所示。當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)接收到反饋的擾動(dòng)信息后，會(huì)優(yōu)先判斷擾動(dòng)的種類。如果擾動(dòng)是設(shè)備故障類擾動(dòng)或者訂單變動(dòng)類擾動(dòng)，將直接觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行重新排產(chǎn)。如果擾動(dòng)是進(jìn)度異常類擾動(dòng)，會(huì)根據(jù)重排產(chǎn)策略計(jì)算擾動(dòng)的重排產(chǎn)判別值。如果判別值未超過設(shè)定閾值，則認(rèn)為該擾動(dòng)造成的影響較小，不需要重新排產(chǎn)。如果判別值超過設(shè)備閾值，則認(rèn)為擾動(dòng)造成影響較大，必須重新排產(chǎn)。重新排產(chǎn)后利用得到的新排產(chǎn)方案下發(fā)到動(dòng)作執(zhí)行層執(zhí)行，如此循環(huán)往復(fù)，直至方案執(zhí)行完畢。

圖3 擾動(dòng)處理流程圖

4.1 設(shè)備故障類擾動(dòng)分析與處理

設(shè)備故障類異常包括設(shè)備故障、設(shè)備定時(shí)維修等。某些與設(shè)備相關(guān)的資源長(zhǎng)時(shí)間短缺，也會(huì)造成設(shè)備故障類擾動(dòng)，如刀具、人員等。該類擾動(dòng)具體表現(xiàn)為設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)不可用，不同之處在于設(shè)備定時(shí)維修一般可以預(yù)知擾動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間，而設(shè)備故障一般不能確定擾動(dòng)的恢復(fù)時(shí)間。在處理擾動(dòng)時(shí)，這兩種情況的處理過程基本相同，區(qū)別在于解除設(shè)備鎖定的時(shí)刻不同。

生產(chǎn)線上的設(shè)備發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致原本安排在故障設(shè)備上的工序任務(wù)無法執(zhí)行。因此，發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，需要處理原本安排在故障設(shè)備上的工序任務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，調(diào)度系統(tǒng)會(huì)將故障設(shè)備鎖定，使其不再參與后續(xù)的工序任務(wù)排產(chǎn)，并查詢與故障設(shè)備加工能力相同的設(shè)備，把原本安排在故障設(shè)備上的工序任務(wù)轉(zhuǎn)移至可替代設(shè)備，生成新的調(diào)度方案交付動(dòng)作規(guī)劃層執(zhí)行。待排除設(shè)備故障后，解除故障設(shè)備的鎖定狀態(tài)，并生成新的排產(chǎn)方案。

4.2 進(jìn)度異常類擾動(dòng)

引起加工進(jìn)度異常的擾動(dòng)較多，較為常見的有資源短缺、加工時(shí)間變化等。工序任務(wù)的開始時(shí)間不能早于所需資源的最晚到達(dá)時(shí)刻，所以資源短缺往往會(huì)導(dǎo)致工序任務(wù)不能按照計(jì)劃時(shí)間開始，進(jìn)度異常。此外，加工時(shí)間變化會(huì)導(dǎo)致工序任務(wù)計(jì)劃未按計(jì)劃時(shí)間結(jié)束，也會(huì)導(dǎo)致加工進(jìn)度的異常。

工序任務(wù)的實(shí)際開始時(shí)間受資源準(zhǔn)備時(shí)間的約束。假設(shè)某工序任務(wù)的加工需要人員、刀具、物料3種資源支持，若工裝在t1時(shí)刻到位，人員在t2時(shí)刻到位，刀具在t3時(shí)刻到位，則該工序任務(wù)最早開始時(shí)間不能早于t3。

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)資源短缺類擾動(dòng)導(dǎo)致工序任務(wù)不能按計(jì)劃時(shí)間開工時(shí)，調(diào)度系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際執(zhí)行與計(jì)劃的偏差計(jì)算新排產(chǎn)判別值。偏差值的取值為工序任務(wù)的實(shí)際開始（結(jié)束）時(shí)間與計(jì)劃開始（結(jié)束）時(shí)間的差值。當(dāng)該值超出設(shè)定閾值時(shí)，意味著偏差較大，需要重新排產(chǎn)。此時(shí)，根據(jù)資源管理系統(tǒng)的反饋獲得各個(gè)資源到位的具體時(shí)間，并重排當(dāng)前的工序任務(wù)，獲得滿足資源到位時(shí)間約束的新排產(chǎn)方案。

加工時(shí)間變化對(duì)進(jìn)度的影響主要體現(xiàn)在工序任務(wù)結(jié)束時(shí)間方面。加工時(shí)間變長(zhǎng)或者變短，會(huì)導(dǎo)致工序任務(wù)結(jié)束時(shí)間的滯后或者提前。其中：工序任務(wù)結(jié)束時(shí)間提前會(huì)導(dǎo)致設(shè)備利用率降低，但對(duì)整體排產(chǎn)方案影響較??；工序任務(wù)時(shí)間滯后會(huì)影響下一工序任務(wù)的開始時(shí)間，若滯后時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)對(duì)排產(chǎn)方案產(chǎn)生較大影響，必須重新排產(chǎn)。

4.3 訂單變動(dòng)類擾動(dòng)

訂單變動(dòng)類擾動(dòng)包括插入訂單、緊急訂單和取消訂單等。

當(dāng)系統(tǒng)接收到新的訂單時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)配置的優(yōu)先級(jí)規(guī)則為新任務(wù)安排優(yōu)先級(jí)，并將新訂單中的工序任務(wù)加入待排產(chǎn)序列。調(diào)度系統(tǒng)會(huì)對(duì)當(dāng)前所有未加工的工序任務(wù)進(jìn)行重新排產(chǎn)，得到新的調(diào)度方案。

緊急訂單為插入訂單的一種特殊情況，要求盡快完成所插入的訂單。因此，調(diào)度系統(tǒng)在重新排產(chǎn)時(shí)，需要保證緊急訂單的工序任務(wù)被優(yōu)先安排。調(diào)度系統(tǒng)基于優(yōu)先級(jí)規(guī)則為所有工序任務(wù)排序。為保證緊急訂單的加工，應(yīng)該賦予其一個(gè)較高的優(yōu)先級(jí)。實(shí)際上，調(diào)度系統(tǒng)接收一個(gè)訂單后，會(huì)調(diào)用用戶配置的優(yōu)先級(jí)規(guī)則為訂單中的工序任務(wù)賦予優(yōu)先級(jí)。

取消訂單的處理過程較為簡(jiǎn)單。當(dāng)一個(gè)已排產(chǎn)未執(zhí)行的訂單被取消時(shí)，需要在待排產(chǎn)的任務(wù)序列中將該訂單下的所有工序任務(wù)刪除，然后對(duì)剩余符合排產(chǎn)條件的訂單進(jìn)行重新排產(chǎn)。

5 應(yīng)用系統(tǒng)驗(yàn)證

5.1 規(guī)則配置系統(tǒng)軟件界面

根據(jù)提出的規(guī)則可配置的柔性制造系統(tǒng)調(diào)度框架，開發(fā)了規(guī)則可配置的調(diào)度系統(tǒng)。圖4為系統(tǒng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)規(guī)則管理界面。決策者可以在該界面新增或刪除優(yōu)先級(jí)規(guī)則，也可以對(duì)某一條規(guī)則進(jìn)行修改或重新定義。圖5為點(diǎn)開圖4中某條規(guī)則的“詳情”所看到的界面，可以在該界面選擇添加或刪除屬性，也可以修改各個(gè)參數(shù)的配置。

圖4 任務(wù)優(yōu)先級(jí)規(guī)則管理列表

圖5 任務(wù)優(yōu)先級(jí)規(guī)則配置界面

5.2 擾動(dòng)案例分析

5.2.1 調(diào)度背景

某航空企業(yè)柔性制造系統(tǒng)由3臺(tái)臥式銑削加工中心、1個(gè)裝卸站、1臺(tái)清洗機(jī)和1臺(tái)測(cè)量機(jī)組成?，F(xiàn)在有3個(gè)訂單a、A、B需要進(jìn)行安排生產(chǎn)。訂單a和訂單B的工藝路徑為“裝載—銑削—清洗—測(cè)量—卸載”。訂單A只需裝載后測(cè)量，然后卸載。其中，訂單a中包含4個(gè)工件任務(wù)，訂單A中包含2個(gè)工件任務(wù)，訂單B中包含4個(gè)工件任務(wù)。

圖6為訂單執(zhí)行過程中間時(shí)刻的排產(chǎn)甘特圖，每個(gè)矩形塊為一個(gè)工序任務(wù)，豎線為當(dāng)前時(shí)刻。由圖6可知，當(dāng)前時(shí)刻a訂單中的4個(gè)工件任務(wù)的前置工序任務(wù)“裝載”“銑削”“清洗”“測(cè)量”等工序已經(jīng)完畢，工件a:1已經(jīng)執(zhí)行到“卸載”工序；訂單B尚未開始執(zhí)行，訂單A已經(jīng)執(zhí)行到工件A:2的裝載工序。

圖6 重新排產(chǎn)前甘特圖

5.2.2 進(jìn)度異常處理案例

按照預(yù)定排產(chǎn)計(jì)劃，工件a:1的“卸載”工序應(yīng)該已經(jīng)結(jié)束，A:2的“裝載”工序應(yīng)正在執(zhí)行。此時(shí)，接收到系統(tǒng)反饋的工件a:1的“卸載”工序由于某種原因未按計(jì)劃完成，且A:2的“裝載”工序未按計(jì)劃開始。兩者都屬于進(jìn)度異常類擾動(dòng)，按照前文的擾動(dòng)處理方法，由于偏差值超過了設(shè)定的10 min，認(rèn)為需要重排，重排后的甘特圖如圖7所示。由圖7可知，工件a:1的“卸載”工序任務(wù)時(shí)間已按照系統(tǒng)反饋的時(shí)間延后，工件A:2的“裝載”工序任務(wù)被推遲至當(dāng)前時(shí)刻。

圖7 重排后甘特圖

5.2.3 插入訂單處理案例

假設(shè)當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)接收了一個(gè)新的訂單C，訂單C包含2個(gè)工件任務(wù)，工藝路徑為“裝載—銑削—清洗—測(cè)量—卸載”。根據(jù)擾動(dòng)處理方法，需要對(duì)當(dāng)前所有工序任務(wù)進(jìn)行重排。由圖7可知，訂單C的2個(gè)工件任務(wù)在重排后已被安排。

5.2.4 設(shè)備故障處理案例

假設(shè)在當(dāng)前時(shí)刻加工中心1發(fā)生故障導(dǎo)致其上的工序任務(wù)不能繼續(xù)執(zhí)行，此時(shí)根據(jù)擾動(dòng)處理方法，需要對(duì)當(dāng)前所有工序任務(wù)進(jìn)行重排，重排后的甘特圖如圖7所示。由圖7可知，系統(tǒng)將原本安排在加工中心1上的任務(wù)分派給了具有相同加工能力的加工中心2和加工中心3。

6 結(jié)語

本文提出了一種規(guī)則可配置的柔性制造系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)度方法，解決了柔性制造系統(tǒng)調(diào)度的復(fù)用性問題，設(shè)計(jì)了規(guī)則可配置的調(diào)度框架，并經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)際驗(yàn)證了有效性，同時(shí)開發(fā)了相關(guān)規(guī)則配置軟件系統(tǒng)。下一步將針對(duì)規(guī)則配置過程的參數(shù)優(yōu)化問題開展進(jìn)一步研究，期望能通過參數(shù)優(yōu)化的方式配置出更貼合生產(chǎn)實(shí)際需要的排產(chǎn)規(guī)則。