[发明专利]基于Virtual-Hub的网络协作生产调度系统及其自适应调度方法

权利要求书

1.一种基于Virtual-Hub的网络协作生产调度系统，其特征在于：包括信息共享模块、计划调度模块和生产同步模块的Virtual-Hub；所述信息共享模块包括企业基础信息模型、产品物料信息模型及计划调度信息模型；所述计划调度模块包含计划分解、任务分配和动态调度；所述生产同步模块用于向生产链上其余制造企业发送最新生产信息指令，保证各企业在协作生产计划上的纵向同步。

2.一种网络协作生产下的自适应调度方法，其特征在于：针对在协作生产过程中某时刻T，某一不确定事件在企业A内发生后，为了确保多条协作生产链的正常运行，基于约束引导的启发式搜索算法，在新的生产环境中，以原生产计划调度策略为初始状态，针对生产链上新的制造约束，以任务完成最小工期偏差和成本偏差极小化为目标函数，引入偏差惩罚函数作为自适应参数调节函数，寻找满足约束条件的可行解，尽量以较低的成本获得较优或次优的计划调度策略，从而动态地再调整内部的生产计划。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

包括如下步骤：

(1)建立生产模型如下：

MinΣinRi=Min(Σinmax{Cie,di}-Σindi)Ri=max(0,Cie-di)=max{Cie,di}-di,i=1,2,...,n]]>

式中，R_ij为订单i中产品j实际交货时间与预计交货时间的偏差，n为协作制造企业某计划时间段内的总订单数，d_i为协作制造企业不同订单的交货时间，C_ie为订单i的实际完工时间；

(2)定义决策变量γ_ij(t)，当订单i中的产品j在t时段生产时取γ_ij(t)＝1，其他情况下取γ_ij(t)＝0；

某一个订单的实际完工时间为：Cie=ΣjmCijs+ΣjmΣtTqj·t·γij(t)]]>

其中，m为协作制造企业的所能提供的产品种类，t为协作计划期内划分的时段数量，t＝1，2，...，T，q_jt为t时段企业对于产品j的单位生产能力，C_ijs为订单i中的产品j的开始生产时间；

(3)建立成本最小化模型：

MinΣinΣjmΣtTδj·qj·γij(t)+ΣinΣjmΣtTαj·(di-t)·qj·γij(t)+ΣinΣjmΣtTβj·(t-di)·qj·γij(t)]]>

其中，δ_j为产品j的生产成本系数，α_j为产品j的库存存放成本，β_i为订单i偏离交货期的惩罚函数；

(4)将上述两个目标合为目标规划的形式，则其优化模型可以表示为：

MinWRΣtΣi(Cit++Cit-)+WFJF-]]>

s.t.λ_ijt≤q_jt (能力约束)

ΣinΣjmΣtTαj·(di-t)·qj·γij(t)≤Q,∀i,j,t,]]> 

其中，W_R、W_F分别是企业计划的优化目标1和2的权重系数，均为足够大的常数，取值范围为：1×10⁶～1×10⁸，和分别为该企业在t阶段对订单i的延期偏离时间和提前偏离时间，为制造企业成本费用的未实现量，λ_ijt为t时段订单i中产品j生产时对企业的能力需求系数，Q为企业的最大能提供的库存成本；

(5)对第四步中的模型进行多目标动态优化，提出一种可变权重和自适应遗传算法，根据进化过程中的个体情况，自动调整不同优化目标的权重系数和交叉变异算子，从而获得全局优化结果，尽量以较低的成本获得较优或次优的计划调度策略，从而动态的再调整内部的生产计划。