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标题: 2018-B4：RGV 的动态调度优化问题 [打印本页]
作者: 杨利霞    时间: 2019-9-27 10:37
标题: 2018-B4：RGV 的动态调度优化问题
2018-B4：RGV 的动态调度优化问题

* g5 Z- z- I% ]0 l3 {+ E8 ?
, E& |, \; C$ M. o1 B本文对智能加工系统中 RGV 的动态调度优化问题进行研究。; A5 U: U+ d" k1 A7 q
针对任务一，我们首先对系统进行分析，给出了几个重要定义和优化指导原则，例4 |8 H# r$ Z7 p0 a  B
如 RGV 工作循环定义、系统效率均衡原则、CNC 满载工作上限等。同时，给出了相关$ R9 ]! b3 n. T5 k! d3 J- I' Q$ K
分析和证明，包括在一定条件下的 RGV 循环的最短用时证明，系统最优上限的证明等。. u% X$ o/ X0 H( r# y6 W' m, p; ?
这些理论为我们建立最优化模型和模型评估指标提供了依据。) w5 u( I/ V! c& U; R
对于情景一，我们对原有模型进行转化，将其转化为时间维度上的多队列任务调度
* A2 j, l! C# J  J) C: t8 c优化模型，并基于事件对时间进行离散化，为减少迭代步数，根据划分结果构建最优状& u+ ?+ ]5 l' m9 R" d
态转移图模型，利用状态向量和状态转移矩阵完成系统工作的模拟和决策优化。考虑到
: t' W, p0 k9 C. |; o2 p" q求解该优化问题计算开销较大，采用多阶段决策模型进行求解，即将最优状态转移图模" \) V4 k) z' Z9 B, _4 p( `7 a
型中的优化原则结合已明确的优化准则构建各个阶段的决策方案，从而完成问题的求
# W$ n) N2 H: Z' S* P解，得到在 8 个小时内三组参数下系统可产生最大熟料数量分别为 382、359、391；经
; m+ l+ _% @4 T7 b检验，在求解效率和求解质量上都达到了很好的效果。
& q7 x5 [$ a/ ?8 U2 Z对于情景二，我们分析了两类 CNC 在系统中共存时产生的复杂约束情况，结合系- E" C/ A( z: d' p* o
统效率均衡对应系统整体较大效率的规律，近似确定了两种 CNC 的数量比例。再通过
1 q  }  Y( C- a搜索找到了最优的 CNC 空间排布方案，从而建立带工序约束的最优状态转换图模型。# c* A' J( o0 _; K6 N& A7 W6 \
在求解时，通过改进的状态转移优化准则对模型进行求解，得到在该约束条件下，8 个
# J  X& Z5 N2 W- o( w: g, B小时内三组参数下系统可产生最大熟料数量分别为 253、210、240；
4 T9 g4 U( |7 m* Y) m3 F  ~3 c7 m; e对于情景三，需要引入了负载因子进行了故障的随机模拟。该过程的本质是在状态
1 [8 h3 o/ u4 K7 {! r转移时引入不确定性。由此引入新的变量，对状态转移矩阵和转移约束进行拓展补充，) c) y& T! C; S6 e
并对评价函数进行修正，从而建立了带有故障风险的最优状态转换图模型。在使用多阶8 ]  A. c- e7 |0 l: k: {/ h4 S
段决策求解时，除了追求完成物料数最大，还要保持系统内两类 CNC 工作能力均衡以* S% G- S& [! q$ d
取得更高的工作效率。由于情况较多，结果可见附件 Excel。: ?# _. N! {" L! Y9 X
针对任务二，我们结合证明的结论，构建了结果偏差率计算公式，并为该标准提供3 |3 v$ _/ p& ]$ f. {/ Z
了必要的理论支持，具有较高参考意义。经过验证，模型求解算法结果与最优解有很好1 `0 N. R# `; x( A
的近似。针对系统效率，我们构建了系统效率评价指标，用于刻画系统整体效率与各部4 l, t  T/ S: c; M) \  @
分效率均衡情况。
5 B0 C8 |+ o) @  J' h( w  d, U5 C1 H* R7 H4 ], L

& Y: _, r. x; d& u9 c/ ]8 V/ p( [2 j, i0 b6 J' p1 f

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