[发明专利]一种基于双层多智能体系统的柔性作业车间调度优化方法

说明书

本发明公开了一种基于双层多智能体系统的柔性作业车间调度优化方法，具体为：首先，引入服务单元的概念和考虑机器故障和工件随机到达，建立了以最小完工时间的柔性作业车间动态调度模型；其次，设计双层多智能体系统架构求解模型；包括基于规则顶层调度机制和基于协商机制的底层调度机制；多智能体系统的上层是通过车间智能体与单元智能体和工件智能体之间的通信协商，由车间智能体将作业任务分配到各服务单元构成系统的顶层调度，多智能体系统的下层由单元智能体将作业任务分配到各机器完成系统的底层调度。本发明提高了求解效率，当系统遇到干扰问题时能够快速做出反应，极大的调度系统的鲁棒性，提高生产效率，为企业带来更大的利益。

技术领域

本发明属于柔性车间调度技术领域，尤其涉及一种基于双层多智能体系统的柔性作业车 间调度优化方法。

背景技术

随着市场需求的变化，不断缩短产品的生产周期，制造业正向着小批量、多品种的方向 转变，快速地响应变化的市场需求和生产环境已成为生产制造过程所追求的重要特性之一。 柔性作业车间调度问题突破了传统作业车间调度中各工序仅在唯一的机床上加工的限制，通 常工序可在多台可选的机床上加工，更符合实际的生产环境和要求，也因此更适用于小批量 多品种的生产模式。同时在实际生产环境中，很多不确定的干扰事件时常发生，如工件随机 到达、机器故障、订单取消、交付期提前、加工时间延迟等动态干扰事件，不仅导致计划生 产和实际生产会产生较大偏差，而且极有可能会打乱物料配送等相关生产环节，对生产管控 产生重大影响，严重干扰企业正常的生产调度，为此提高实时响应车间生产扰动的能力逐步 成为当今企业亟待解决的问题。显然在柔性作业车间调度问题和动态作业车间调度问题上发 展起来的柔性作业车间动态调度问题，一方面延伸了传统作业车间调度问题的范畴，而另外 一个方面快速敏捷地应对各种突发的车间干扰，是一种更广泛、更契合实际生产情况的便于 工程化的调度问题，已成为调度研究领域的热点之一。

发明内容

为克服现有技术在解决柔性作业车间调度问题存在的不足，本发明提供一种基于双层多 智能体系统的柔性作业车间调度优化方法，

本发明的一种基于双层多智能体系统的柔性作业车间调度优化方法，包括以下步骤：

步骤1：建立柔性作业车间调度的数学模型，确定目标函数及约束条件。

目标函数：最小化最大完工时间：

约束条件：

工件的每道工序加工的顺序约束；

OST_l，i，j+x_l，i，j×t_l，i，j≤OCT_l，i，j (2)

OCT_l，i，j≤OST_l，i，j+1 (3)

工件某道工序一旦开始加工，直到本工序加工完成不可中断；

OST_l，i，j+t_l，i，j＝OCT_l，i，j (4)

机器的加工约束，表示工件同一时刻只能在一台机器上加工；

数学模型中各个参数的定义如下：