[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

说明书

一种基于静态调度预测的智慧工厂动态协同调度方法,当工件进入生产系统后，自动生成相对应的工件智能体；每当进入生产系统或完成某一道加工工序后，工件智能体选择加工单元智能体进行加工步骤，加工单元智能体选择运输单元智能体运输工件步骤，若所有工序已完成，仓库单元智能体选择运输单元智能体运输产品至仓库。本发明克服现有多智能体方法中单个智能体缺乏远见，缺乏全局观念的问题，通过经验总结机制和全局环境预测机制，提高了单个智能体的远见和全局观念，优化了生产系统的整体性能。

技术领域

本发明涉及车间调度控制技术领域，尤其涉及一种基于静态调度预测的智慧工厂动态协同调度方法

背景技术

在当今这个提倡智能，提倡大数据的时代，智慧工厂成为了现代工厂信息化发展的新阶段。智慧工厂是数字化工厂的一种新的形态，利用物联网技术对生产设备，生产产品进行监控和管理，作为助手协助管理者掌握整个流程，同时也能运用自身采集到的数据来自适应、自学习，最后实现生产过程中的自组织、自决策。

在智慧工厂环境下，扰动多，订单杂，生产具有极大的不确定性和变化性，调度非常复杂。如何在符合生产目标的同时满足实时性要求，已成为实际生产中的一个重要问题。一种动态调度方法——多智能体方法(Multi Agent System,MAS)的提出与发展为复杂生产调度问题的解决提供了一种新的思路。在提高生产柔性，鲁棒性的同时，多智能体方法也存在如下缺陷：(1)当前多智能技术的协商方式以招投标机制为主。在这种协商机制中，每个智能体仅根据自身的状况来进行任务选择，并不会“顾全大局，做出牺牲”。这种“自私性”会导致智能体做出消极工作或恶性竞争等行为。(2)在招投标机制的作用下，系统并不能对将来的环境变化作出预测，也不能对过去的历史经验作出总结。招投标时，仅仅根据当前的状态进行判断，这是一种单步最优，有很大的局限性，对整个系统性能的提升没有帮助。总而言之，这些缺陷极大地限制了多智能体方法在调度中的应用。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于静态调度预测的智慧工厂动态协同调度方法，来解决以上背景技术中提到的问题。

为实现目的，本发明采用以下技术方案：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,当工件进入生产系统后，自动生成相对应的工件智能体；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。

进一步地，一种基于静态调度预测的智慧工厂动态协同调度方法，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。