[发明专利]一种基于SIR的不可逆恢复车间关键制造资源的识别方法

权利要求书

1.一种基于SIR的不可逆恢复车间关键制造资源的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、基于传染病中的SIR模型，将离散生产车间制造资源按照可补充的数量和及时性，分为受限型制造资源和不受限型制造资源，受限型制造资源又分为三个部分：初始易受故障影响制造资源，又称为易感染者；初始发生故障后修复的制造资源，又称为康复者；初始已经发生故障制造资源，又称为已感染者；时间的计量刻度按照分钟计算，生产车间中制造资源的总数量保持不变，记为N，在开始时刻，初始易受故障影响制造资源和已经发生故障制造资源分别记为：S(t₀)和I(t₀)，初始发生故障后修复的制造资源记为：R(t₀):

用关系代数表示S(t₀)和I(t₀)为：

S(t₀)＝{s₁(t₀),s₂(t₀),s₃(t₀),…,s_j(t₀)}

I(t₀)＝{i₁(t₀),i₂(t₀),i₃(t₀),…,i_k(t₀)}

R(t₀)＝{r₁(t₀),r₂(t₀),r₃(t₀),…,r_m(t₀)}

其中：

s_j(t₀)为开始时刻第j个易受故障影响制造资源；

i_k(t₀)为开始时刻第k个已经发生故障制造资源；

r_m(t₀)为开始时刻第m个初始发生故障后修复的制造资源；

不受限型制造资源：是指生产车间可以按照生产实际需要随时补充新的同类制造资源；

受限型制造资源：是指生产车间在一定时期内，不能按照生产实际需要补充新的同类制造资源；

步骤二、利用工件的生产工艺信息和制造车间在周期内的生产计划，将车间所有制造资源与生产订单中所需求的工件信息关联在一起，并按照生成计划安排的生产工序时间和生产工艺逻辑关系确定制造资源之间是否有协作关系，协作关系抽象成制造网络中的连接边，边的权重为工序的加工时间，最终构建制造车间变权重生产制造网络；制造资源包括机床设备、刀具、夹具、量具和人员；

步骤三、根据步骤一，将构建的制造车间变权重生产制造网络中的所有制造资源都抽象为传染病SIR模型中的易感染者、康复者和已感染者，设定已经发生故障制造资源导致易受故障影响制造资源最终发生故障的概率、已经发生故障制造资源对易受故障影响制造资源的单位时间内有效作用数、已修复制造资源再次发生故障数量占总发生故障制造资源总数的比率，分别为：β、γ、λ；

步骤四、相邻制造资源之间的故障传播率为连接两者之间边的权重与整个网络中最大权重的比值，β_pq计算为：

其中，β_pq为相邻制造资源之间p和q的故障传播率，W_pq为连接两者之间边的权重，W_max为整个网络中最大权重的比值，δ为两个制造资源的接触概率，当两者之间有连接边时，接触概率为1，没有连接边时，接触概率为0；

步骤五、通过SIR模型求解初始已经发生故障制造资源造成其他制造资源发生瓶颈的数量随时间的变化；

其中，i(t)＝I(t)/N，i(t)为已发生故障制造资源发生瓶颈数量随时间变化的数量，I(t)为t时刻已发生故障制造资源发生瓶颈的总数量，s(t)＝S(t)/N为易受故障影响制造资源发生瓶颈数量随时间变化的数量，S(t)为t时刻易受故障影响制造资源发生瓶颈的总数量，i₀＝I(0)/N，s₀＝S(0)/N，R₀＝λβ/γ；

步骤六、通过将瓶颈资源数量的峰值和达到峰值的时间长短的加权结果用来标记初始已经发生故障制造资源，又称为已感染者的重要度：

其中，ZYD(y)为第y组初始发生故障制造资源的重要度；

T(y)为第y组发生制造资源瓶颈数量达到峰值的时间；

为第y组发生制造资源瓶颈数量达到峰值；

K₁，K₂为达峰时间和峰值的权重；

步骤七、重新选取不同的初始发生故障制造资源，又称为已感染者，和初始易受故障影响制造资源，又称为易感染者，重复执行步骤一到六，计算出所有分组情况的初始发生故障制造资源的重要度，通过从高到低对重要度进行排序，最终选择出制造车间中关键制造资源节点。