動態(tài)的車間環(huán)境下自適應(yīng)調(diào)度器及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入，面對激烈的市場競爭，許多制造企業(yè)采取了基于時間理念的競爭策略，新產(chǎn)品的快速研制和分銷配送是該策略的重要核心。因此要求企業(yè)能夠?qū)討B(tài)多變的生產(chǎn)訂單做出及時、準(zhǔn)確的響應(yīng)。在制造企業(yè)的車間內(nèi)部建立一套高效的運營管理機(jī)制是解決上述問題的有效途徑之一。
　　以實現(xiàn)柔性和對多變市場需求作出及時響應(yīng)為目標(biāo)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System, MES）日益為21世紀(jì)企業(yè)所采用。在ME

2、S的研究中，如何使車間制造系統(tǒng)的資源和其控制結(jié)構(gòu)（調(diào)度方式）快速、高效和經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)市場需求是MES的核心部分。對于我國大部分制造企業(yè)而言，盡管已在硬件方面營建了實施 MES的條件，但還是普遍缺乏有效和適合的調(diào)度等控制技術(shù)的支持，因此，從 MES的角度研究企業(yè)的車間制造系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜的優(yōu)化問題，將對我國制造企業(yè)部署 MES、提高企業(yè)競爭力起到有力的指導(dǎo)和推進(jìn)作用。
　　本文在分析國內(nèi)外有關(guān)自適應(yīng)調(diào)度理論及相關(guān)技術(shù)的研究成果的基

3、礎(chǔ)上，針對 MES系統(tǒng)的特點以及實際需要，對在車間復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下建立自適應(yīng)調(diào)度器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，全文主要的研究工作如下：
　　建立了自適應(yīng)調(diào)度器的系統(tǒng)框架。自適應(yīng)調(diào)度器由調(diào)度知識獲取算法、調(diào)度知識系統(tǒng)和控制器三個關(guān)鍵部分組成。調(diào)度器采取了擴(kuò)展的自適應(yīng)調(diào)度策略，并使用基于模型參考自適應(yīng)控制理論設(shè)計的體系架構(gòu)，使之能夠在運行策略和體系架構(gòu)上均能滿足復(fù)雜動態(tài)環(huán)境的苛刻要求。調(diào)度器還采用了基于工藝過程語言本體論的工藝規(guī)劃信

4、息表示方案，能夠與車間內(nèi)部其它異構(gòu)信息系統(tǒng)無縫集成。
　　研究了基于混合歸納學(xué)習(xí)的調(diào)度知識獲取算法。將模擬退火算法作為變異算子以串聯(lián)的形式融入遺傳算法，構(gòu)建成為混合優(yōu)化方法。再使用Wrapper方式將混合優(yōu)化方法和決策樹學(xué)習(xí)算法結(jié)合?；旌蟽?yōu)化方法求解不同調(diào)度目標(biāo)下制造系統(tǒng)的最優(yōu)特征子集，并確定控制決策樹規(guī)模的最優(yōu)參數(shù)。決策樹學(xué)習(xí)算法用于評價混合優(yōu)化方法求解過程中染色體編碼的適應(yīng)度。在獲取到最優(yōu)特征子集和最優(yōu)參數(shù)后，決策樹學(xué)習(xí)算法生

5、成調(diào)度知識。
　　建立了基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的調(diào)度知識系統(tǒng)模型。利用面向?qū)ο蠼ＵZ言描述了調(diào)度知識系統(tǒng)的需求模型，設(shè)計模型和實現(xiàn)模型，建立了反映知識系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為的各種視圖，并使用對象約束語言對在設(shè)計模型中出現(xiàn)的類對象進(jìn)行精確語義約束。
　　設(shè)計了實施調(diào)度策略具有三階段工作方式的控制器。將完整的調(diào)度策略實施過程劃分“監(jiān)測決策執(zhí)行”三個階段，使之與擴(kuò)展自適應(yīng)調(diào)度策略的運行機(jī)理相匹配。以此為指導(dǎo)思路，構(gòu)建了具有三階段工作方式