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标题: 2018-B3：智能 RGV 的动态调度策略 [打印本页]
作者: 杨利霞    时间: 2019-9-27 10:53
标题: 2018-B3：智能 RGV 的动态调度策略
2018-B3：智能 RGV 的动态调度策略

+ @$ A- g* _* [- a0 R' `7 ]) n6 u1 d; u( u* z( C: f  P8 H# N2 M# m
4 ~0 A, g* g* e) H) F
本文根据题目给定的智能加工系统及系统作业参数，针对一道工序物料加工作业、9 e  s6 N% @4 k  N1 J* {  H# a0 N
两道工序物料加工作业、作业中故障处理等三种情况，建立数学模型，分别给出了相应
& l- h  s2 [& ]) V的 RGV 最佳调度策略。4 n% W' f# ]9 M. c
针对一道工序物料加工作业的情况，本文设计当 RGV 完成当前指令后若未接收到) n, ^! {# b. @) k* N7 f( {
任何 CNC 的上料需求信号，RGV 将会根据调度模型立即判别执行一次移动指令，移动
- a! G9 n" }# o) Q到下一步发出上料需求信号的 CNC 前。并将作业效率最佳问题转换为一班次 8 小时内; A, }5 S; J* c/ }
CNC 处于工作状态总时间最长，并假设 RGV 具有短时间的记忆储存功能，能够记录与" z9 L/ Q! o* P' L
匹配 RGV 与各 CNC 进行最后一次交互的时间，为 RGV 设计“八步一走”调度模型，在% p& Q0 c7 R' T) R# ]! v2 V
RGV 进行移动指令之前都会遍历搜索选择未来八次移动过后八台 CNC 的总等待时间最
; [# R  j3 J4 [2 J# P6 e9 o小的路径的第一步移动指令作为当前的移动指令。遍历所有可能的初始八台 CNC 的上
6 L8 A+ S4 S! h料情况，依据 RGV“八步一走”调度模型取成料数最多的初始 CNC 上料顺序，完成任务' O1 H$ w* t) O* N- D9 J
1。将题目给定的针对一道工序的三组数据带入模型计算，得出第一组最大物料加工数
9 u- p& ~8 N, s0 U: D量为 382，第二组为 359，第三组为 392；推算了不考虑 RGV 运动时间的理想状态下，% [! C% m: T: t0 m8 U1 ~) o
三组数据的最大加工数量分别为 384、368、392；得到三组数据下加工系统的作业效率6 F$ _8 W& O; k, A2 o
分别为 99.48%、97.55%、100%，完成任务 2。; X3 i& e4 D8 F7 X: L2 V
针对两道工序物料加工作业的情况，在不可更换刀具的前提下，由第一道工序与第0 k& n. y1 D; U6 j, y( B9 k
二道工序的比值，兼容考虑第二道工序之后的清洗时间，按比例分别为 CNC 安装 4:4、
4 d9 _' [0 e; p, l0 G3:5、5:3 的刀具配比，并在对称性原则基础上调试具体安装方案；为 RGV 设计三步捆
0 p% m2 ~6 g7 U( K, C6 D: o$ Z绑（或四步捆绑加工调度模型）：RGV 遍历三步，取捆绑加工后的完成时间最前的走法。$ N/ W2 A; L9 g: Y' E5 {
遍历所有的初始可能路径，依据捆绑调度模型取成料数最多的初始 CNC 上料顺序，完: W. j: L. \3 k3 ^9 P$ D
成任务 1。将给定的针对两道工序的三组数据带入模型计算，得出三组最大物料加工数( ~, M6 _. j* R2 I3 j
量分别为 253、209、236；选择的两类 CNC 数量配比分别为 4:4、3:5、5:3；通过与理想
3 q6 ~1 k) i8 r  E. O: L+ p状态下最大物料加工数量 268、216、236 进行比较，得到三组数据下加工系统的作业效( p# Q; ?  |& V) l! i- @; ?& X7 @
率分别为 94.40%、96.76%、100%，完成任务 2。/ C: i) K7 o# H, {. k9 M
针对作业中故障处理的情况，本文将每一道工序加工的故障概率设为 1%，在判定
( J1 D" E5 w5 {) S故障的 CNC 的加工时间内，以均匀分布随机一个时间点作为故障发生时间点，并从  b# [6 D! r# |: _, d/ ^  o
600~1200 秒之间均匀随机生成一个整数作为修复时间，在一道工序与二道工序的模型
! z1 {8 e8 j* {中作出以下调整：在故障发生的那一刻起，在 CNC 未修复并发出上料需求信号之前，1 T, m& ]) K- l
将该 CNC 从系统中暂时抹去，RGV 在执行完当前指令后，不再进行有关该 CNC 的指' E# D. C7 |, }- W7 y
令操作，直至 CNC 修复发出上料需求信号。考虑到故障发生的不确定性，以及人工修
8 e- t# _5 `- Z' y5 w' \复时间的可操作性，在完成任务的基础下，再分别取修复时间为 600~1200 秒随机，600; P. t7 E, k& \( N5 m
秒，900 秒，1200 秒做 20 组的随机试验探究成料数规律，进行均值和方差计算如下：
) I0 h. `; ^) {* w: O: |一 道 工 序 的 情 况 下 ， 第 一 组 数 据 关 于 4 类修复时间的成料数方差分别为
  K3 Z  z' ^+ `4 ]3 y+ K4 T12.20,9.55,11.95,9.82；第二组数据方差分别为 15.57,18.68,19.55,14.68；第三组数据方差) F. n8 n3 y$ x6 r# i" b
分别为 10.03,13.41,8.92,13.73；两道工序的情况下，第一组数据关于 4 类修复时间的成
  w$ G+ W+ _! u! P料数方差分别为 9.66,7.38,7.12,13.17；第二组数据方差分别为 7.85,3.39,5.87,9.69；第三; k1 S9 `: g* t: O
组数据方差分别为 7.66,4.58,7.72,10.13。由此可知，实际修复时，提升技工技术，将人工# C: z, R7 B/ T9 j
修复时间尽量控制在 10~15 分钟左右，可以较好增加结果稳定性。: |. S  a/ F% D$ i! n
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作者: jehendo14    时间: 2020-8-2 00:22
感谢楼主分享. Q8 ?0 ?& f" k* {" B" ^" r
作者: WCG233    时间: 2021-4-29 12:54
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