[发明专利]一种智能机加车间生产计划与调度一体化方法

权利要求书

1.一种智能机加车间生产计划与调度一体化方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）系统建模：建立由物理层、网络层和生产管控层构成的智能车间网络物理系统模型，为生产计划调度一体化提供基础条件；

（2）数据准备：对现场的各种状态信息进行实时采集、处理、传输和存储，为计划调度系统决策提供数据准备；

（3）订单准备：在各生产计划周期内，对客户订单进行分析，转化成具体的机加订单；

（4）生产计划与调度：在现有约束条件下，利用从制造现场数据，分析和计划设备、人力方面的必要资源，调用生产计划调度智能优化算法得到生产指令和调度指令；所述步骤（4）中完成生产计划与调度时，该步骤如下：

A、按照ERP或上层管理系统给出订单信息，完成订单准备；

B、系统在信息系统支持下，得到物料需求计划、资源计划、能力需求计划；

C、在订单和物料准备条件下，生产计划与调度一体化：

a、计划模块在现有能力约束、资源约束和工艺约束的条件下，利用从制造过程中获得的数据，分析和计划设备和人力方面的必要资源，调用智能优化算法得到生产进度计划指令，发送给生产调度模块；

b、调度模块结合工艺、以及物料、设备可用性，调用智能优化算法，得到优化生产调度指令；

D、结合现场状态信息，对生产指令和调度指令进行迭代优化和动态修正；

其中：调度模块结合现场信息和调度约束、在计划模块的生产指令驱动下，通过迭代优化对生产调度方案进行调整，获得动态环境下接近最优的调度指令；

计划模块考虑调度约束、能力约束、资源约束，结合车间有限的生产能力和实时状态变化，通过迭代优化对生产计划方案和调度策略进行调整，获得动态环境下接近最优的生产指令；

E、生产计划调度优化策略，以加工操作指令的形式传送至制造执行系统；

（5）虚拟加工：在数字化车间平台上进行仿真和模拟加工，通过使用虚拟技术来比较计划和实际过程区别；所述步骤（5）虚拟加工包括：以步骤（4）所获生产进度计划为参考输入，以现场状态信息为约束条件，在数字化车间平台上进行虚拟加工；

（6）动态监控：对生产计划调度的实际执行情况进行监控和跟踪，通过可视终端显示，并供后续生产计划调度决策参考；

（7）动态调度：对设备突发故障、加工拖延生产异常事件做出实时响应；

（8）计划修订：针对订单变更、工艺变更、物料变更、偏差累计意外事件，启动生产计划修订；

（9）滚动优化：当当前计划期结束时，确定新的计划周期，对后续订单进行优化；

其中，步骤（1）中，物理层包括生产装置、员工、可视化和交互设备；网络层包括信息服务系统、数字化工厂和模拟仿真；生产管控层主要包括生产计划调度以及自动化生产系统，此外，包括与其他生产管理系统接口，这样，物理对象的动态信息可以实时地反映到生产管控系统中，同时生产管控系统内的数据变化也将自动地反映到数字系统中；在数字工厂或车间中，通过使用虚拟仿真技术来比较计划和实际生产加工过程的区别，还可根据有效和持续更新的仿真模型为生产计划调度决策提供技术和数据支撑；在此基础上，生产计划与调度一体化方法在基础数据和车间动态数据支持下，给出各计划周期内的生产指令，实现生产管控一体化优化。

2.根据权利要求1所述的智能机加车间生产计划与调度一体化方法，其特征在于：所述步骤（1）中系统建模通过：建立智能车间网络物理系统模型，由物理层、网络层和生产管控层构成核心组件，通过采用物联网和智能传感技术，将机械制造过程中所有可能的加工和运输功能实时地映射和记录在虚拟信息系统中，从而将实体车间和数字车间联系起来。

3.根据权利要求1所述的智能机加车间生产计划与调度一体化方法，其特征在于：所述步骤（2）中完成数据准备包括：数据库服务器，通过网络与现场的传感器、智能自动化设备，现场设备，可编程逻辑控制器，操作设备移动装置相联，对现场的各种状态信息进行实时采集、处理、传输和存储，为计划调度系统决策提供数据准备。

4.根据权利要求1所述的智能机加车间生产计划与调度一体化方法，其特征在于：所述步骤（3）中订单准备包括：根据客户需求和产品BOM，对客户订单进行分析，分解或合并形成当前计划周期内的机加订单。