動(dòng)態(tài)的車(chē)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(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，許多制造企業(yè)采取了基于時(shí)間理念的競(jìng)爭(zhēng)策略，新產(chǎn)品的快速研制和分銷(xiāo)配送是該策略的重要核心。因此要求企業(yè)能夠?qū)?dòng)態(tài)多變的生產(chǎn)訂單做出及時(shí)、準(zhǔn)確的響應(yīng)。在制造企業(yè)的車(chē)間內(nèi)部建立一套高效的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。
　　以實(shí)現(xiàn)柔性和對(duì)多變市場(chǎng)需求作出及時(shí)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(chē)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(chǎng)需求是MES的核心部分。對(duì)于我國(guó)大部分制造企業(yè)而言，盡管已在硬件方面營(yíng)建了實(shí)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(chē)間制造系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題，將對(duì)我國(guó)制造企業(yè)部署 MES、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力起到有力的指導(dǎo)和推進(jìn)作用。
　　本文在分析國(guó)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(duì) MES系統(tǒng)的特點(diǎn)以及實(shí)際需要，對(duì)在車(chē)間復(fù)雜動(dòng)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(shí)獲取算法、調(diào)度知識(shí)系統(tǒng)和控制器三個(gè)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(jì)的體系架構(gòu)，使之能夠在運(yùn)行策略和體系架構(gòu)上均能滿足復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境的苛刻要求。調(diào)度器還采用了基于工藝過(guò)程語(yǔ)言本體論的工藝規(guī)劃信

4、息表示方案，能夠與車(chē)間內(nèi)部其它異構(gòu)信息系統(tǒng)無(wú)縫集成。
　　研究了基于混合歸納學(xué)習(xí)的調(diào)度知識(shí)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(shù)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(shù)規(guī)模的最優(yōu)參數(shù)。決策樹(shù)學(xué)習(xí)算法用于評(píng)價(jià)混合優(yōu)化方法求解過(guò)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(shù)學(xué)習(xí)算法生

5、成調(diào)度知識(shí)。
　　建立了基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的調(diào)度知識(shí)系統(tǒng)模型。利用面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言描述了調(diào)度知識(shí)系統(tǒng)的需求模型，設(shè)計(jì)模型和實(shí)現(xiàn)模型，建立了反映知識(shí)系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的各種視圖，并使用對(duì)象約束語(yǔ)言對(duì)在設(shè)計(jì)模型中出現(xiàn)的類(lèi)對(duì)象進(jìn)行精確語(yǔ)義約束。
　　設(shè)計(jì)了實(shí)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(shí)施過(guò)程劃分“監(jiān)測(cè)決策執(zhí)行”三個(gè)階段，使之與擴(kuò)展自適應(yīng)調(diào)度策略的運(yùn)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