【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及車間調度，特別是一種并行異速機批量混合流水車間調度執行方法及系統。
技術介紹
1、在當前全球化市場中，制造業面臨激烈的競爭。為維持競爭力，制造企業需提升生產效率、降低成本，并注重節能減排。其中，車間調度作為制造過程的關鍵環節，對提高效率、縮減交貨時間、減少運營成本和節約能源至關重要。而并行異速機批量混合流水車間調度問題?(hybrid?flow-shop?scheduling?problem?with?batch?and?parallelheterogeneous?machines，簡稱hfspbph)作為常見的車間調度模式之一，廣泛存在于各種制造行業中，比如電子、造紙、紡織、機械、航空、船舶制造及重型能源裝備等行業。以電站鍋爐高溫受熱面屏式管屏生產調度為代表，其通常包含多個加工階段，如切管、倒角、內鏜、磨光、對接焊、彎管和組裝焊，為提高轉運效率以及后續加工需求，工件在各加工階段之間，將按訂單分批次轉運，每個階段可能包含一臺或多臺加工速度不同的并行機器，提供了比傳統流水車間更高的生產效率和靈活性，但同時問題復雜程度也遠遠高于傳統流水車間，并且是一個典型的np-hard問題。且生產過程中可能會出現設備檢修、緊急訂單和生產執行偏差等多種動態事件。傳統依賴人工經驗的調度方法應對復雜和突發情況的能力不足，導致調度效率低下，訂單交期經常延遲。可見實現hfspbph的動態調度和多目標優化對企業提高調度以及生產效率、減少訂單拖期和降低生產成本具有重要意義。
2、企業在進行車間調度前，需處理相關訂單數據，該過程所涉及的
3、當前車間調度計劃的存儲與下發也多依賴于傳統模式，以excel表格的形式存儲，且以打印后的紙質版下發任務，容易導致管理混亂和執行出現偏差等情況。導致了管理難度大，出現翻料、找料頻繁，待料、生產停滯和線邊庫存過高等問題，進而導致訂單最大完工時間長且不能滿足交期。可見實現調度結果的管理與快速下發，對企業加快車間生產任務的執行，進而提升整體生產效率具有重要的意義。
4、然而，現有的調度算法在應對復雜車間環境下的動態調度需求時存在諸多不足。首先，傳統的調度系統多依賴群智優化算法，如遺傳算法、蟻群算法和粒子群算法等，他們在解決大規模和復雜性高的問題時收斂速度慢，結果的穩定性差，參數調整的復雜性高，性能往往無法線性擴展，且需要針對具體場景重新編制算法，因此無法完全滿足很多復雜環境下多目標混合流水車間動態調度的需求；難以適應生產過程中頻繁發生的動態事件，如設備故障、緊急訂單插入等，這導致調度的靈活性較差，無法及時做出響應。此外，傳統調度系統中的數據管理方式較為滯后，不同部門多依賴不同的sql型數據庫，具有水平擴展性差、處理非結構化數據的能力有限和復雜查詢的性能瓶頸；且數據處理與調度執行相互獨立，無法實現實時的數據共享和反饋，這使得調度效率大大降低，調度計劃的執行效果難以保障。因此，亟需一種能夠有效整合多源異構數據、支持動態事件處理、可實現多目標優化、并能夠實現調度結果管理與下發的調度系統，以提高車間的整體生產效率、減少訂單拖期并優化資源利用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提出了一種并行異速機批量混合流水車間調度執行方法及系統，能夠實現多源異構數據的整合與管理、車間調度與動態時間處理，提升車間調度的智能化與響應能力，提高了車間的生產效率、縮短訂單交期、降低生產成本。
2、本專利技術的技術方案是：一種并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其中，包括以下步驟：
3、s1、構建車間調度知識圖譜；
4、s2、構建并訓練車間調度模型；
5、s3、保存訓練完成的車間調度訓練模型，從車間調度知識圖譜中調取工作任務，并輸入車間調度訓練模型，生成最優的車間調度結果，根據車間調度結果執行生產任務。
6、本專利技術中，所述步驟s1包括以下具體的執行過程：
7、s1.1、分別構建車間調度知識圖譜中各個本體，包括車間資源本體、工藝流程本體、訂單信息本體、動態事件本體和調度結果本體，確定各本體中的類和部分實例，確定類和類之間、實例與實例之間、類與實例之間的關聯關系，確定實例的具體信息；
8、s1.2、構建統一本體層：通過在不同的本體中但具有的相同的類或者實例中，共享相同的國際資源標識符iri，將這些本體之間的相同的類或者實例統一為共享的類；
9、s1.3、設定各個類之間的關聯關系；
10、s1.4、實例層數據的填充與補齊：基于構建的本體層，通過步驟s1.3設定的關聯關系對齊實例層數據所歸屬的類，補齊各實例間的相關關系；
11、s1.5、驗證統一本體層的功能是否正確，若正確，將統一本體層導入圖形數據庫；
12、s1.6、驗證圖數據庫的功能是否正確，若正確，實現車間調度知識圖譜的可視化。
13、步驟s2包括以下具體的執行過程：
14、s2.1、環境狀態提取；
15、s2.2、將狀態輸入策略網絡生成動作；
16、s2.3、將步驟s2.2生成的動作輸入調度仿真環境，執行實際操作，根據執行結果反饋獎勵，并進行狀態的更新；
17、s2.4、通過價值網絡對當前的動作進行評估，得到評估q值；
18、s2.5、通過目標網絡，生成目標值q_target，通過最小化評估q值和目標值q_target之間的誤差，對策略網絡和價值網絡進行優化和更新；
19、s2.6、重復步驟s2.1至s2.5，在循環迭代的過程中，對策略網絡和價值網絡持續進行優化，迭代過程持續進行，直至狀態向量中的剩余工件數為0，實現一個生產回合內的調度優化；
20、s2.7、一個生產回合的調度優化流程結束之后，在開始另一個新的生產回合之前，對調度仿真環境進行初始化；
21、重復上述步驟s2.1至s2.7的步驟，通過若干個生產回合的調度優化過程，對車間調度模型進行訓練。
22、步驟s2.1中，從調度仿真環境中提取當前的狀態向量，
23、，
24、其中，表示當前時間步數，表示訂單序號，表示當前加工階段，表示訂單產品類型，表示工件剩余數量，表示歸一化后的訂本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟S1包括以下具體的執行過程：
3.根據權利要求1所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟S2包括以下具體的執行過程：
4.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟S2.1中，從調度仿真環境中提取當前的狀態向量，
5.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟S2.2中，策略網絡的網絡結構包括：
6.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟S2.3中，狀態的更新包括訂單狀態更新和機器狀態更新；
7.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，將步驟S2.3中，通過獎勵函數進行執行結果的反饋獎勵，獎勵函數包括步數獎勵函數和回合獎勵函數；
8.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行
9.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，
10.一種利用權利要求1-9任一所述并行異速機批量混合流水車間調度執行方法的系統，其特征在于，包括車間調度知識圖譜和車間調度處理模塊；
...【技術特征摘要】
1.一種并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟s1包括以下具體的執行過程：
3.根據權利要求1所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟s2包括以下具體的執行過程：
4.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟s2.1中，從調度仿真環境中提取當前的狀態向量，
5.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟s2.2中，策略網絡的網絡結構包括：
6.根據權利要求3所述的并行異速機批量混合流水車間調度執行方法，其特征在于，步驟s2.3中，狀態的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉貴杰，昝云磊，王川，張瑋，鐘正彬，王泓暉，謝迎春，
申請(專利權)人：中國海洋大學，
類型：發明
國別省市：
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