[发明专利]基于层次任务网络和关键路径法的任务优化方法

权利要求书

1.一种基于层次任务网络和关键路径法的任务优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于HTN规划方法的逻辑语言体系，建立车间生产计划问题四元组模型；

步骤2：分解任务网络TN；

步骤3：基于关键路径法对任务网络TN进行动态调整优化，即计算出任务网络TN中各任务的可调整时间区间[ft,bt]，然后将非关键路径上的任务的指定开始生产时间at在[ft,bt]中进行前移和后移的操作，为达到产能平衡的状态，这个过程中会尽量避免对任务网络中关键路径上的任务进行调整；

步骤4：根据优化后的任务网络TN生成生产计划。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的车间生产计划问题四元组模型具体为：p＝(S₀,TN,D,TS)，其中：S₀为初始状态，TN为任务网络，D为领域知识，包含了方法的集合和操作符集合，操作符描述了完成任务所需的前提条件，方法以“处方”的形式描述了如何将非原子任务分解成更小子任务，包括分解前提条件和子任务集合，TS为生成的规划期内操作任务集合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的初始状态S₀，具体为一个二元组S₀＝(partinfo,WCinfo)，即在进行初始规划时生产环境的状态，其中：partinfo为各零部件初始库存信息的集合，即partinfo＝{(partname1,inventory),(partname2,inventory),...,(partnamej,inventory)}，其中：partname为零部件名称，inventory为初始库存量；WCinfo为各工作中心的日生产能力信息集合，为WCinfo＝{(WCname₁,MC₁₁,...,MC_1N1,),...,(WCname_i,MC_i1,,...,MC_iNi),...,(WCname_I,MC_I1,,...,MC_INI)}，其中：WCname_i为第i个工作中心的标识名称，其中：MC_ij(j∈[1,Ni])为一个两元组，表示第i个工作中心中第j台设备的日生产能力信息，为MCij＝(Machinename_ij,mc_ij)，其中：Machinename_ij为机器名称，mc_ij为设备的日生产能力；

所述的任务网络TN为任务的集合，具体为一个一元组TN＝(T)，其中：T表示TN中的任务，T＝(NO,F_NO,partname,BN,outsourcing,Q,Rt,bt,ft,at isfn,isda)，NO用来唯一标识任务，F_NO为成品任务编号，partname为任务名，BN为结构树编号，outsourcing为一个布尔型的值，表示是否为需要外购的零部件，Q为需求生产量，Rt为需求完成时间，bt为最晚开始生产时间，ft为最早开始生产时间，at为指定开始生产时间，isda是一个布尔型变量，表示该任务是否已分解；

所述的领域知识D，具体为一个二元组D＝(O,M)，其中：O为有限操作集，O＝(info)，其包含了用于执行任务的工艺信息，info＝(NO,partname,batch,pt,process)，partname为操作执行的对象，以零部件名称标识，batch为生产批量，pt为单件加工时间，process为零部件的生产工序步骤集合，记为process＝{(step_No₁,stepname₁,AM₁,st₁),,,(step_No_s,stepname_s,AM_s,st_s),,,(step_No_S,stepname_S,AMs,st_S)}，其中：step_No_s、stepname_s、AM_s和st_s分别表示第s步工序的步数、名称、可用设备序列和工序作业时间；M为有限方法集，一个方法是一个二元组m＝(head(m),tn(m))，其中：head(m)表示方法可以求解的复合任务，为head(m)＝(NO,partname,BN)，其中：BN表示结构树编号；tn(m)＝(Tm,Cm)表示方法m分解复合任务head(m)得到任务网络。可依据物料清单表生成M；

所述的规划期内操作任务集合TS，具体为生成的生产任务集合，TS中每个任务T为T＝(No,F_NO,partname,BN,outsourcing,Q,,Rt,at,isda)。