[发明专利]一种智能机加车间生产计划与调度一体化方法

说明书

本发明公开了一种智能加工车间生产计划与调度一体化方法，属于自动化技术应用领域。本发明方法包括如下步骤，系统建模；数据准备；订单准备；生产计划与调度；虚拟加工；动态监控；动态调度；计划修订；滚动优化。通过智能车间网络物理系统支持下的生产计划与调度的一体化，实现车间动态环境下“生产计划—生产调度—生产状态信息”的闭环，解决了现有生产计划与调度方法难以及时响应环境（市场）变化和车间现场各类动态事件的问题。

技术领域

本发明涉及一种智能机加车间生产计划与调度一体化方法，属于自动化技术领域。

背景技术

生产计划与调度一直是企业生产管理优化的核心内容。随着社会的发展和市场需求的变化，多品种、小批量、面向订单生产成为多数机械加工企业的主要生产模式，生产系统的动态性和不确定性大大提高，进一步加大了生产计划与调度的难度。现有技术中，生产计划与调度是按照分层递阶的方式来进行，即计划层给出计划，调度层再按照计划进行排产。为了满足调度约束或可能的随机变动，生产计划要包含一定的产能缓冲或提前期缓冲，难以实现制造过程的最优化；而一旦出现订单变更、机器故障、物料异动等异常事件时，生产计划不能得到及时的修正。生产计划与调度的一体化集成是解决上述问题的一种主要途径。

智能机加车间在网络物理系统支持下，将各种RFID等智能传感硬件、信息处理及信息系统软件与车间的生产装置结合起来，使得生产现场的信息可以被自动收集和发送给车间生产管理系统及相关用户终端，信息的透明化和即时性为生产计划与调度的一体化提供了信息和技术保障。

发明内容

发明目的：

本发明目的在于帮助机械制造企业借助网络物理系统构建智能车间，并通过生产计划调度一体化进一步提高生产管理控制、优化和智能化的水平。

技术方案：

本发明提供一种基于网络物理系统的智能机加车间生产计划与调度一体化方法，为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能机加车间生产计划与调度一体化方法，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、人力等方面的必要资源，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；

（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；

（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、加工拖延等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、偏差累计等意外事件，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；