[发明专利]基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度系统与方法

权利要求书

1.一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度系统，其特征在于，包括信息管理模块、信息检测模块以及车间调度模块；

所述信息管理模块对汽车冲压车间生产过程中的基本信息进行管理，所述基本信息包括冲压车间生产中的资源信息、生产加工工艺信息和生产制造信息；通过信息管理功能模块选择不同的信息管理页面，对相应信息的查看，并且实现对相应信息的修改、删除和查询操作；

所述信息监测模块包括设备运行信息监测、设备能耗信息监测以及车间生产异常事件监测；

所述车间调度模块生成优化调度方案，安排每个冲压件加工顺序并组织生产，车间调度模块生成调度方案供车间任务的下发和安排。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度系统其特征在于，所述资源信息包括冲压件的编号、名称、类别，冲压机的编号、名称、功率、用途、冲压能力，物流资源的叉车编号、运输功率，所述生产加工工艺信息包括产品信息的编号、名称、信号，物料清单的零部件种类、数量，工艺路线的工序数量、工序信息、工序对应设备，工序参数的加工时间、加工能耗，所述生产制造信息包括生产任务的任务数量、任务种类、交货期，加工工序的加工设备、加工时刻。

3.根据权利要求1所述的一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度系统，其特征在于，所述异常事件包括冲压机出现故障、物料短缺、冲压机加工时间异常。

4.一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度方法，通过权利要求1所述的一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据整个车间待加工任务，读取冲压车间数据并初始化初始参数；

步骤2：根据通过数据感知方式读取的冲压车间数据在调度管理系统中建立信息物理模型；

步骤3：把信息物理模型通过数学计算转换为调度参数，具体包括冲压车间能耗模型、冲压车间太阳能供电模型、动态事件物理信息模型；

步骤4：采用NSGA-Ⅱ优化算法，通过能耗参数，太阳能供电量参数，时间参数以及目标函数和约束条件，进行汽车冲压车间生产调度，生成静态优化方案；

步骤5：根据步骤4中生成的静态优化方案开始对工件加工；

步骤6：加工过程中实时读取冲压车间数据，判断是否有动态事件发生；若没有动态事件发生则继续按照静态调度方案加工工件，若有动态事件发生，读取动态数据，跳转至步骤3重新更新信息物理模型；直到全部工件加工结束，完成冲压生产线的调度；

其中动态事件包括冲压机出现故障，物料短缺，新冲压件任务到达，冲压机加工时间异常。

5.根据权利要求4所述的一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度方法，其特征在于，步骤1中所述冲压车间数据包括设备功率、速度信号、设备运行状态、压力信号、设备能耗、加工时刻、位移信号、结束时刻、工艺信息、加工任务。

6.根据权利要求4所述的一种基于信息物理模型转换的新能源冲压车间调度方法，其特征在于，步骤2中所述数据感知方式采用基于人工方式的静态数据感知和基于PLC和各类传感器的数据感知，其中工艺信息，加工任务数据采用人工方式来统计和记录手动输入到车间管理系统；设备功率、速度信号、设备运行状态、压力信号、设备能耗、太阳能供电量、加工时刻、位移信号、结束时刻数据采用基于PLC和各类传感器的数据感知，通过车间生产现场的通信网络直接获取；

其中传感器包括电压传感器、电流传感器、压力传感器、位移传感器以及激光传感器；

所述信息物理模型为物理车间在虚拟数字空间中的一个等价映射，反映物理车间的生产及过程，信息物理模型包括车间资源信息、工艺信息、制造状态信息；根据车间资源信息以及工艺信息提供的数据计算调度参数，根据制造状态信息对信息物理模型进行实时更新。