[发明专利]一种基于动态规划的制造系统生产过程信息约简方法

权利要求书

1.一种基于动态规划的制造系统生产过程信息约简方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：

步骤1.基于信息传递方向的生产过程信息约简方法

步骤1.1建立一级约简模型

将生产过程信息进行分层管理，将生产过程中涉及到的部门作为分层，将各部门的生产信息作为节点，将生产过程中任务的下派定义为信息正向传递，将生产过程中任务的反馈定义为信息反向传递，按信息传递方向将每两个节点之间通过一个有向线段连接起来，形成生产过程信息网络；

定义1：

W＝(N,C,V)表示一个生产过程节点的有向网络；

C＝{c_i|i＝1,2,...,n}表示图中层数的集合；

N＝{n_j|j＝1,2,...n}表示每层中节点的集合；

V＝{v_ij|i,j＝1,2...n}表示有向线段权值的集合，v_ij0表示有向线段为正向，v_ij0则表示有向线段为反向；

步骤1.2一级约简过程

针对各节点间的有向线段的连接方向，只保留信息正向传递，将节点之间反向传递的有向线段从生产过程信息网络中删去；

步骤2.基于业务主线的生产过程信息约简方法

步骤2.1建立二级约简模型

详细化有向线段权值的集合V，包括：第i层第j个结点的工时值v_ijt、基本成本值v_ijc、生产质量值v_ijq，建立一个新的基于有向线段权值的数学模型，

定义2：

V＝v_ij(v_ijt，v_ijc，v_ijq)，i，j＝1，2…n

v_ij＝(v_ijt)^r+(v_ijc)^k+(v_ijq)^w，r+k+w＝1

v_ij表示第i层第j个节点的标准成本值；

v_ijt表示第i层第j个节点所用的工时值；

v_ijc表示第i层第j个节点所用的基本成本值；

v_ijq表示第i层第j个节点完成任务的生产质量值；

r，k，w为和为1随机指数；

path[1，n]表示最终路径矩阵；

iMax[1，n]表示最终路径矩阵中节点相对应的最大标准成本值；

步骤2.2二级约简过程

在步骤1形成生产过程信息网络中，通过动态规划方法把当前一段和未来各段分开，选取节点N和最优标准成本值V，把一个大问题化成一族同类型的子问题，然后逐个求解，即从边界条件开始，逐层递推寻优，在求解整个生产过程最优时，由于输入、输出都只为一个节点，是已知状态，每层的标准成本值都是该层的函数，故最优方法所经过的每层标准成本值可逐次变换得到，从而确定最优路线；

经过基于最优标准成本值的动态规划方法约简后，生产过程的业务主线产生，有效线段减少，数据量也减少，得到每一层的最优标准成本值；

将每一层的节点最优标准成本值提取保存至新的矩阵中，对其进行求和计算，将计算后C值称为总体标准成本值，如下：

边界条件：此时，j＝1；

步骤3.基于hash函数的业务主线的计算方法

通过Hash函数对业务主线中仍存在的多维数据进行压缩映射，保存在新的矩阵newpath[1，n]中，矩阵中的值只保留所需要的参数类型，然后对数据进行处理计算，计算所得生产过程约简后的完成效率；

步骤3.1hash函数的建立

定义3：

V＝v_ij(v_ijt，v_ijc，v_ijq)→H(v_ijt，v_ijc).

在定义2的基础上，定义hash函数H(v_ijt，v_ijc)，将多维数据结构V通过hash函数变换后，降维为二维数据结构H(v_ijt，v_ijc)，保留比例系数较大的属性值：成本值v_ijt和时间值v_ijc，通过对两个参数的计算，从而算出生产过程的耗损值，

步骤3.2hash映射的约简效果

定义4：

定义一种列表，列表长度为32位，前8位为i的值，第二个8位为j的值，第三个8位为v_ijt的值，第四个8位为v_ijc的值，将所有参数压缩映射在列表里，根据压缩映射后的散列，保留[0-255，0-255，x-y，w-z]的节点，此处第三个8位v_ijt值取x-y是通过计算平均v_ijt值后所保留的区间；第四个8位v_ijc值取w-z是通过计算平均v_ijc值后所保留的区间；

将业务主线中所有节点的v_ijt、v_ijc值提取保留后进行计算，将计算后hash 函数值称为业务主线的节点耗损值，将两级约简前的所有节点的耗损值求出后，进行失真度计算，最终得出业务主线信息失真度得出结论，业务主线的总体耗损值即目标函数计算公式如下：

H_main＝∑(o*v_ijt+c*v_ijc),{v_ijt,v_ijc∈path[1,n]}

H_total＝∑(o*v_ijt+c*v_ijc),{v_ijt,v_ijc∈all[1,n]}

其中o和c为和为1的随机系数，Hmain表示业务主线的耗损值；为平均一条主线的耗损值；H_total表示全部节点的耗损值；P即为两级约简后业务主线的信息失真度。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态规划的制造系统生产过程信息约简方法，其特征在于，步骤1中，各部门的生产信息包括生产线、工序、机器。