[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

摘要

本发明针对基于粗糙集的信息约简方法存在不足，结合动态规划方法的有效性，公开了一种基于动态规划的复杂系统生产过程业务主线信息约简方法，能够在信息失真度较低的前提下，实现快速响应和业务主线优化，达到提高生产过程的工作效率的目的，较好解决了复杂制造系统生产过程优化问题。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，包括：步骤1.1建立一级约简模型；步骤1.2一级约简过程；步骤2.基于业务主线的生产过程信息约简方法，包括：步骤2.1建立二级约简模型；步骤2.2二级约简过程；步骤3.基于hash函数的业务主线的计算方法，包括：步骤3.1hash函数的建立；步骤3.2hash映射的约简效果。

主权项

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＝{ci|i＝1,2,...,n}表示图中层数的集合；N＝{nj|j＝1,2,...n}表示每层中节点的集合；V＝{vij|i,j＝1,2...n}表示有向线段权值的集合，vij>0表示有向线段为正向，vij<0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，将节点之间反向连接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vijt、基本成本值vijc、生产质量值vijq，建立一个新的基于有向线段权值的数学模型，定义2：V＝vij(vijt,vijc,...,vijq)，i，j＝1，2...nvij＝(vijt)r+(vijc)k+...+(vijq)w，r+k+..+w＝1vij表示第i层第j个节点的标准成本值；vijt表示第i层第j个节点所用的工时值；vijc表示第i层第j个节点所用的基本成本值；vijq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H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(vijt,vijc,...,vijq)→H(vijt,vijc)在定义2的基础上，定义hash函数H(vijt,vijc)，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(vijt,vijc)，保留比例系数较大的属性值：成本值vijt和时间值vijc，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位为的vijt值，第四个8位为的vijc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vijt值取x‑y是通过计算平均vijt值后所保留的区间；第四个8位vijc值取x‑y是通过计算平均vijc值后所保留的区间；将业务主线中所有节点的vijt、vijc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：Hmain＝∑(o*vijt+c*vijc),{vijt,vijc∈path[1,n]}Htotal＝∑(o*vijt+c*vijc),{vijt,vijc∈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；Htotal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。