[发明专利]一种基于静态调度预测的智慧工厂动态协同调度方法

权利要求书

1.一种基于静态调度预测的智慧工厂动态协同调度方法,包括在物理车间中的仓库，加工单元，运输单元，工件上分别建立对应的仓库智能体，加工单元智能体，运输单元智能体和工件智能体,其特征在于：当工件进入生产系统后，自动生成相对应的工件智能体；

所述方法包括以下步骤：

S1：每当进入生产系统或完成某一道加工工序后，工件智能体向加工单元智能体进行招标，接收到招标信息的加工单元智能体进行投标，工件智能体选择加工单元智能体进行加工步骤；

S2：加工单元智能体向运输单元智能体进行招标运输工件，接收到招标信息的运输单元智能体进行投标，加工单元智能体选择运输单元智能体运输工件步骤；

S3：若还有工序未完成，继续执行S1、S2步骤；

若所有工序已完成，则仓库智能体向运输单元智能体进行招标运输工件，接收到招标信息的运输单元智能体进行投标，仓库单元智能体选择运输单元智能体运输产品至仓库；

所述S1包括以下步骤：

S11：每当进入生产系统或完成某一道加工工序后，工件智能体查询所属工件的下一步待加工工序，根据工序类型查询系统内具有对应加工能力的加工单元，并把这些加工单元放入投标列表中；

S12：工件智能体向投标列表中的加工单元所对应的智能体发起招标，同时发送相关任务信息；

S13：加工单元智能体接收到相应的招标信息后，根据自身的负载状态选择是否参与竞标，若参与竞标，发送包含接受招标信息，当前自身状态以及一个时间窗口内的历史加工任务完成质量的标书，若拒绝竞标，返回包含拒绝竞标信息的标书；

S14：工件智能体对加工下一步工序的加工单元进行选择，对选取的加工单元智能体发送竞标成功信息，对其余加工单元智能体发送竞标失败信息；

S15：加工单元智能体接收到竞标成功的信息，则把中标加工任务放置到待运输列表中并向工件智能体发送确认信息，并更新当前生产负载状态，准备开始下一次竞标；若收到竞标失败信息，直接准备开始下一次竞标；

所述S2包括以下步骤：

S21：中标的加工单元智能体将运用合同网的机制选择运输单元来运输待运输列表中的工件，将读取待运输列表中的工件运输信息封装，向运输单元发起招标；所述工件运输信息包括出发地和目的地；

S22：运输单元智能体接收到招标信息后，提取自身负载情况，做出参与竞标或拒绝竞标的选择；若参与竞标，发送带有自身信息的标书，若拒绝竞标，发送包含拒绝竞标信息的标书；所述自身信息包括位置信息和负载信息；

S23：加工单元智能体对运输单元智能体进行选择，对选取的运输单元智能体发送竞标成功信息，对其余运输单元智能体发送竞标失败信息；同时加工单元智能体将该任务从待运输列表中删除，放入正在运输列表；

S24：运输单元智能体接收到竞标成功的信息，则把中标运输任务放置到运输列表中并向加工单元智能体发送确认信息，并更新当前运输负载状态，并准备开始下一次竞标；若收到竞标失败信息，直接准备开始下一次竞标；

S25：当运输单元智能体将工件运抵加工单元智能体后，运输单元智能体将该任务删除，然后读取运输列表中的下一个工件进行运输，加工单元智能体将该工件信息从待运输列表中取出，放入待加工列表中；

所述S3包括以下步骤：

S31：仓库智能体在收到工件智能体的取货通知后，会将该工件放入自身的待运输列表中；仓库智能体读取自身待运输列表中的工件信息，然后向运输单元智能体发送待运输工件的运输信息，运用合同网机制向运输单元智能体招标，其中运输信息包括出发地和目的地；

S32：运输单元智能体接收到招标信息后，首先会提取自身状态，主要是负载情况，然后做出参与竞标或拒绝竞标的选择；若参与竞标，发送带有自身信息的标书，若拒绝竞标，发送包含拒绝竞标信息的标书；所述自身信息包括位置信息和负载信息；

S33：仓库单元智能体对选取的运输单元智能体发送竞标成功信息，对其余运输单元智能体发送竞标失败信息；同时仓库智能体将该任务从待运输列表中删除，放入正在运输列表；

S34：运输单元智能体接收到竞标成功的信息，则把中标运输任务放置到运输列表中并向加工单元智能体发送确认信息，并更新当前运输负载状态，并准备开始下一次竞标；若收到竞标失败信息，直接准备开始下一次竞标；

S35：当运输单元智能体将产品运抵仓库智能体后，运输单元智能体将该任务删除，然后读取运输列表中的下一个工件进行运输，仓库智能体将该产品信息从待运输列表中取出；

所述S23、S33对运输单元智能体进行选择基于任务运输时间和运输单元距离远近两个指标；

所述S14中工件智能体对加工单元智能体的选择依据单步指标和全局指标；所述单步指标通过加工单元当前加工能力进行计算获得，所述全局指标通过遗传算法进行预测获得；

所述通过遗传算法进行预测全局指标具体包括以下步骤：

S141：对工序信息做处理，在工件开始加工前和加工完成后以及各工序之间加入运输步骤；

S142：按照规则生成初始种群；

S143：设定初始代数为1；

S144：若当前代数小于最大代数，跳转到S145，否则结束；

S145：对当前种群实施选择，遗传，变异操作；

S146：代数自加1，然后跳转到步骤S144；

设定一个招标后的等待时间区间，只处理在等待时间区间内接收到的标书；如果接收到的标书内容均为拒绝，或在这个等待时间区间内没有接收到任何标书，则取消该次招标，进行等待后重新发起招标；对在等待时间区间超出后接收到的该轮投标标书回复拒绝信息；

每当加工单元加工完一个任务后，会将相应工件释放，通知工件智能体该道任务已经加工完成，同时读取待加工列表中的下一个任务进行加工；

当某一工件的所有工序都被加工完成后，对应工件智能体会将工件信息发送给仓库智能体，通知仓库智能体取货，然后将自身注销。