[发明专利]大件加工车间天车调度优化方法

说明书

技术领域

本发明属于天车调度技术领域，尤其涉及一种大件加工车间天车调度优化方法。

背景技术

大件加工车间天车调度是典型的复杂多维离散动态系统，难以进行准确的数学描述和直接求解，对于这样一个NP难的多机多任务调度问题，很难用结构化的方法来解决。天车是大件加工车间主要的物料搬运方式，是完成生产物流、支持生产计划的必不可少的设备。天车调度作为车间生产调度的重要组成部分，是车间生产工序间物料匹配、衔接、调控的枢纽，合理、有效地进行天车调度，有助于提高车间工序的生产效率，为上层生产调度的实施奠定基础，并对提高生产系统整体效益起着至关重要的作用。

专利申请号：201110257594.0，名称为“一种天车全自动调度系统”，包括调度模块、通信模块和控制执行模块；其中调度模块运行在车间控制室的上位机上，根据天车既定的生产工艺流程设计相应的调度算法，自动计算天车运行轨迹；并通过通信模块发送调度命令至控制执行模块；控制执行模块接收调度模块发送的调度命令，进行命令解析，根据解析出的具体的命令控制天车执行相应的动作，并反馈执行结果至调度模块，实现工业生产车间内多台天车的调度。

专利申请号：201310634924.2，名称为“一种面向半导体生产线搬运系统多天车协调调度方法”，其步骤包括：当搬运系统规划出天车移动路线后，检路线内是否存在其它天车。若不存在，直接发送移动命令让天车移动到目的地。若存在其它天车，天车是空闲状态时，则计算出当前天车远一点的安全位置，让空闲天车移动至安全位置。天车己有移动任务时，则当前天车移动至与其它己有移动任务天车安全位置后在进行移动调度。使用迭代方式重复上述过程对相关天车进行移动控制，保证多台天车在不发生碰撞的情况下，同时进行搬运任务。

专利申请号：201110257998.X，名称为“一种天车一体化控制系统”，包括通信模块，用于一体化控制模块与外界进行通信，并将电压信号转换为电流信号实现通信线路上稳定传输的抗干扰信号；一体化控制模块，用于接收外界发出的控制命令，进行命令解析，并将解析出的具体命令发送至控制电路；同时向外界反馈动作执行结果；控制电路，用于执行一体化控制模块解析出的调度命令，根据一体化控制模块特定端口的不同输出状态控制特定的执行设备动作，实现工业车间中天车的一体化控制。

车间天车调度作为车间作业调度问题的核心问题，目前的调度方法往往缺乏高效性、全局性、稳定性和安全性，提出一种基于免疫遗传算法的仿真模型评估和优化天车调度方法，该模型结合过程仿真与启发式算法，根据天车作业跨的工位与天车位置关系进行模型空间抽象，用可变的天车任务优先级有效解决搭建加工车间天车调度过程中由于空间约束导致的多机多任务冲突。

天车调度优化方法应考虑以下问题：

(1)天车运行受空间约束：由于天车设备建成以后不能改变，所以天车运行受现有轨道的限制，作业必须在给定轨道内执行；若多台天车在同一轨道上完成调运任务，天车之间必须满足安全距离的要求。

(2)任务唯一性约束：天车一旦开始执行某个搬运任务，通常不能暂时中止该任务转而执行其它搬运任务，同一时刻只能给一辆天车分配一个作业任务。

(3)天车执行搬运任务时具有优先性：天车设备本身不具备优先性差异，但受不同搬运任务的工序安排、时间要求、物流状态等因素的影响在执行不同生产任务时具有不同的优先级别。

(4)天车具有被动运输性：天车在另一台天车的驱使下放弃当前的工位或目标工位而随该天车运行。

(5)安全约束：相邻天车需要保持一定的安全距离。在天车运行中，因为要躲避相邻天车，还可能产生如图1所示的天车被动移动(包括载荷被动移动和空载被动移动)。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可有效提高车间工序的生产效率、辅助加工车间天车调度的大件加工车间天车调度优化方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：

1)确定生产作业计划，把天车调度的每个任务抽象成任务事件；

2)确定天车间的作业分配并排定每个天车的作业顺序，按计划中各作业任务的运行区间的位置关系，对天车的运行过程进行仿真；

3)表征天车在不同时刻的空间位置，判断天车之间是否存在空间冲突；

4)通过仿真运行过程评价天车调度方案是否可行或优化，仿真结果提供给调度算法新的反馈值；引入如下符号体系：

C：天车集合，C＝{1，2，...，M}；

Ω：天车操作集合，Ω＝{1，2，...，N}；