[发明专利]面向动态重构制造系统的系统层维护调度方法

说明书

一种面向动态重构制造系统的系统层维护调度方法，利用串、并联子系统内设备停机造成的维护机会，采用构形驱动的动态重构维护时间窗方法，动态循环地实施系统层维护作业合并/分离优化调度，实现广义制造系统维护建模决策的经济性、高效性和可行性。本发明生成的维护策略，重点分析了可重构制造模式中快速响应市场变化、移动更换添加设备、动态重构系统结构的生产特征。全面考虑了决策规划实时性、系统重构动态性、维护调度敏捷性等系统性问题，实现可重构制造健康管理的快速决策响应和成本的显著降低。

技术领域

本发明涉及的是一种制造业领域的技术，具体是一种面向动态重构制造系统的系统层维护调度方法。

背景技术

当今市场需求日益呈现出动态多变的特征，亟须先进制造模式能够适应产品需求变化，快速调整制造过程、生产功能以及生产能力。作为一种典型的先进制造系统，可重构制造系统(Reconfigurable Manufacturing System，RMS)是指能够通过对制造系统结构及其组成单元进行快速重组或更新，及时调整制造系统的功能和生产能力，以迅速响应市场变化及其它需求的一种制造系统。针对这类生产系统开展维护决策的研究，提出可重构维护时间窗(Reconfigurable Maintenance Time Window，RMTW)策略，可以实现可重构制造系统的健康管理快速决策响应，同时显著降低生产成本。

传统的系统预防维护决策由于理论局限和技术限制，尽管面向的是复杂多设备制造系统，但制造系统均为静态的，系统层维护决策具有针对性，无法应用于动态可重构系统。Zhou在国际高水平论文“Preventive maintenance modeling for multicomponentsystems with considering stochastic failures and disassembly sequence.”(《Reliability EngineeringSystem Safety》2015年第142期，231-237页)中考虑了设备偶发故障及加工流程等问题，并提出了面向复杂多设备制造系统的机会维护策略。Tan在国际高水平论文“Parallel machines scheduling with machine maintenance for minsumcriteria.”(《European Journal of Operational Research》2011年第212期第2卷，287-292页)中为了缩减耗时，建立了一种面向并行设备的维护调度方案。上述两种方法虽然有效提出了多设备复杂制造系统的维护决策，但忽略了系统的动态重构性，无法应用于动态重构的新系统。

其次，已有的动态实时优化维护决策，虽然可以根据设备实时状态，调整维护策略，但仍然无法满足动态重构系统维护策略对系统重构做出快速响应的要求。Ni在国际高水平论文“Preventive maintenance opportunities for large productionsystems.CIRP Ann-Manuf Technol”(《CIRP Annals-Manufacturing Technology》2015年第64期第1卷，447-450页)中提出了一种通过设备实时状态数据进行预测性机会维护的维护策略。该方法虽然实现了根据设备状态进行动态维护决策，但仍没有考虑系统层的动态重构性。因而需要全面考虑动态重构制造系统的可重构性、可重用性、可扩展性和可集成性等核心特点，综合分析设备自身健康衰退和系统不同结构配置的相互作用，深入研究设备层-系统层分层交互建模方法，系统性地发展预知维护的规划调度策略，从而实现动态高效地制定面向整个动态重构制造系统的系统层维护调度策略。

发明内容