柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统技术方案

本发明专利技术提供柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统，包括：动态实时调度、冲突和潜在冲突消解重调度、设备故障/上线/下线重调度、缓冲区调度、路径规划、输送任务管控等模块，可使柔性自动化生产线和自动化物流输送线实现“无缝对接”，解决两个系统的相互干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统
本专利技术涉及智能制造领域，特别是涉及柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统。
技术介绍
以互联网技术为代表的新技术革命给社会众多产业带来了深刻变革，制造业的变革也越来越清晰地展现出来。为迎接新一轮科技革命和产业变革，2013年，德国三大协会ZVEI、VDMA和BITCOM在汉诺威工业展上成立工业4.0联盟，提出建设“信息物理系统”，积极布局“智能工厂”。2015年中国发布《中国制造2025》，部署推进实施制造强国战略，提出以推进信息化和工业化深度融合为主线，大力发展智能制造。柔性自动化生产线和自动化物流输送线是实现工业4.0和智能制造的重要途径，然而，当两者结合组建“无人车间”时，两个系统会互相干扰，如自动物流系统的输送效率会影响设备利用率；自动化设备的柔性和设备布局的拓扑结构会影响物流路径规划复杂度；自动化设备故障时，自动物流系统如何自动应对，以尽量减少人工干预等。根据文献调研，针对如何提高柔性自动化生产线的设备利用率、减少生产周期等问题，针对如何进行路径规划以减少输送距离、避免路径冲突等，已有较多研究和应用，但实现柔性自动化生产线和自动化物流输送线“无缝对接”的方法尚未发现。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统，用于解决现有技术中的上述问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统，包括：动态实时调度模块、冲突和潜在冲突消解重调度模块、及路径规划模块；其中，所述动态实时调度模块，通信连接所述柔性自动化生产线的各道工序中的各台并行自动化设备，用于：接收已完成在制品加工的并行自动化设备发送的调度请求；在接收所述调度请求后，获取所述在制品下一道工序的所有并行自动化设备的设备状态，并将设备状态符合预设条件的并行自动化设备选定为目标设备；将发送所述调度请求的并行自动化设备作为起点，将所述目标设备作为终点，令禁忌表Tabu为空，从而建立输送任务，并将所述输送任务发送至所述冲突和潜在冲突消解重调度模块；所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，通信连接所述动态实时调度模块，用于：在接收所述输送任务后，判断所述输送任务的输送路径是否与已有输送路径存在冲突或潜在冲突，若否，则所述输送任务发送至所述路径规划模块；所述路径规划模块，通信连接所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，用于：接收输送任务并计算其路径；根据计算结果向输送工具提供指令序列。于本专利技术一实施例中，所述系统还包括：输送任务管控模块；所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，还用于：若判断出所述输送任务的输送路径与已有输送路径存在冲突或潜在冲突，则调用所述输送任务管控模块来执行消解重调度操作，并将消解重调度后的输送任务发送至所述路径规划模块；所述输送任务管控模块，还用于：根据实际输送工具和实际工艺约束，将存在冲突的路径的目的地进行交换或将存在潜在冲突的路径的目的地进行交换，以确保消解重调度后的输送任务在满足生产工艺的基础上不存在路径冲突或路径潜在冲突。于本专利技术一实施例中，所述实际工艺约束包括：在制品的品种、规格、及批次相同。于本专利技术一实施例中，所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，还用于：若对所述输送任务的消解重调度操作失败，则将所述目标设备写入所述禁忌表Tabu以生成新的输送任务，并将所述新的输送任务发送至所述动态实时调度模块；所述动态实时调度模块，还用于：在接收所述新的输送任务后，重新获取所述在制品下一道工序的所有并行自动化设备的设备状态，并选择所述禁忌表Tabu之外的设备状态符合预设条件的并行自动化设备作为新的目标设备；将发送所述调度请求的并行自动化设备作为起点，将所述新的目标设备作为终点，从而建立新的输送任务，并将其发送至所述冲突和潜在冲突消解重调度模块。于本专利技术一实施例中，所述系统还包括：设备故障/下线/上线调度模块及输送任务管控模块；其中，所述设备故障/下线/上线调度模块，通信连接所述柔性自动化生产线的各道工序中的各台并行自动化设备，用于：获取各所述并行自动化设备的故障/下线/上线信号，并在接收到故障/下线信号后，调用所述输送任务管控模块；所述输送任务管控模块，用于：确认是否有在制品被调往发送所述故障/下线信号的并行自动化设备；若是，则撤销该在制品的输送任务，并获取该在制品在输送路径中的最终停留位置；将所述最终停留位置发送至所述设备故障/下线/上线调度模块，由所述设备故障/下线/上线调度模块根据所述最终停留位置和发送所述故障/下线信号的并行自动化设备向所述动态实时调度模块发送调度请求；所述动态实时调度模块，还用于：在接收所述设备故障/下线/上线调度模块发送的调度请求后，将所述最终停留位置作为起点，将发送所述故障/下线信号的并行自动化设备写入禁忌表Tabu，并在该在制品的下一道工序中选择除该发送所述故障/下线信号的并行自动化设备之外的、设备状态符合预设条件的并行自动化设备作为目标设备，据以建立新的输送任务。于本专利技术一实施例中，所述设备故障/下线/上线调度模块在接收到上线信号后，根据发送所述上线信号的并行自动化设备所在的工序的负载情况确定是否调用所述输送任务管控模块；所述输送任务管控模块，还用于：将当前运往该工序的其他并行自动化设备的所有在制品输送任务撤销，并获取这些在制品在各自输送路径中的最终停留位置；将这些最终停留位置发送至所述设备故障/下线/上线调度模块，由所述设备故障/下线/上线调度模块根据这些最终停留位置向所述动态实时调度模块发送调度请求；所述动态实时调度模块，还用于：在接收所述设备故障/下线/上线调度模块发送的调度请求后，分别将这些在制品的最终停留位置作为起点，并将发送所述上线信号的并行自动化设备纳入该工序中，并从该工序中选择出设备状态符合预设条件的并行自动化设备作为这些在制品的目标设备，据以建立新的输送任务。于本专利技术一实施例中，所述输送任务管控模块还用于：管理所有输送任务，并实现对所有输送任务的管控。于本专利技术一实施例中，所述系统还包括：缓冲区调度模块，通信连接位于上一道工序和下一道工序间的路径上的、与各所述并行自动化设备一一对应的各缓冲区，各所述缓冲区用于缓存在制品；其中，所述缓冲区调度模块，用于：在接收到各所述缓冲区的断供/拥堵信号后，调用所述输送任务管控模块；所述输送任务管控模块，还用于：将发送所述断供/拥堵信号的缓冲区中的在制品输送任务撤销，并获取该在制品的最终停留位置；将该最终停留位置发送至所述缓冲区调度模块，由所述缓冲区调度模块将该最终停留位置和发送所述断供/拥堵信号的缓冲区所对应的并行自动化设备向所述动态实时调度模块发送调度请求；所述动态实时调度模块，还用于：在接收所述缓冲区调度模块发送的调度请求后，将该最终停留位置作为起点，将该并行自动化设备写入禁忌表Tabu，并在下一道工序中选择除该并行自动化设备之外的、设备状态符合预设条件的并行自动化设备作为目标设备，据以建立新的输送任务。于本专利技术一实施例中，所述缓冲区调度模块还用于：动态调整各所述缓冲区的容量，以保证负载均衡。于本专利技术一实施例中，各所述缓冲区的容量相等。如上所述，本专利技术的柔性自动化生产线和自动化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统，其特征在于，包括：动态实时调度模块、冲突和潜在冲突消解重调度模块、及路径规划模块；其中，所述动态实时调度模块，通信连接所述柔性自动化生产线的各道工序中的各台并行自动化设备，用于：接收已完成在制品加工的并行自动化设备发送的调度请求；在接收所述调度请求后，获取所述在制品下一道工序的所有并行自动化设备的设备状态，并将设备状态符合预设条件的并行自动化设备选定为目标设备；将发送所述调度请求的并行自动化设备作为起点，将所述目标设备作为终点，令禁忌表Tabu为空，从而建立输送任务，并将所述输送任务发送至所述冲突和潜在冲突消解重调度模块；所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，通信连接所述动态实时调度模块，用于：在接收所述输送任务后，判断所述输送任务的输送路径是否与已有输送路径存在冲突或潜在冲突，若否，则所述输送任务发送至所述路径规划模块；所述路径规划模块，通信连接所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，用于：接收输送任务并计算其路径；根据计算结果向输送工具提供指令序列。

【技术特征摘要】
1.一种柔性自动化生产线和自动化物流输送线的协同调度系统，其特征在于，包括：动态实时调度模块、冲突和潜在冲突消解重调度模块、及路径规划模块；其中，所述动态实时调度模块，通信连接所述柔性自动化生产线的各道工序中的各台并行自动化设备，用于：接收已完成在制品加工的并行自动化设备发送的调度请求；在接收所述调度请求后，获取所述在制品下一道工序的所有并行自动化设备的设备状态，并将设备状态符合预设条件的并行自动化设备选定为目标设备；将发送所述调度请求的并行自动化设备作为起点，将所述目标设备作为终点，令禁忌表Tabu为空，从而建立输送任务，并将所述输送任务发送至所述冲突和潜在冲突消解重调度模块；所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，通信连接所述动态实时调度模块，用于：在接收所述输送任务后，判断所述输送任务的输送路径是否与已有输送路径存在冲突或潜在冲突，若否，则所述输送任务发送至所述路径规划模块；所述路径规划模块，通信连接所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，用于：接收输送任务并计算其路径；根据计算结果向输送工具提供指令序列。2.根据权利要求1所述的协同调度系统，其特征在于，还包括：输送任务管控模块；所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，还用于：若判断出所述输送任务的输送路径与已有输送路径存在冲突或潜在冲突，则调用所述输送任务管控模块来执行消解重调度操作，并将消解重调度后的输送任务发送至所述路径规划模块；所述输送任务管控模块，还用于：根据实际输送工具和实际工艺约束，将存在冲突的路径的目的地进行交换或将存在潜在冲突的路径的目的地进行交换，以确保消解重调度后的输送任务在满足生产工艺的基础上不存在路径冲突或路径潜在冲突。3.根据权利要求2所述的协同调度系统，其特征在于，所述实际工艺约束包括：在制品的品种、规格、及批次相同。4.根据权利要求2所述的协同调度系统，其特征在于，所述冲突和潜在冲突消解重调度模块，还用于：若对所述输送任务的消解重调度操作失败，则将所述目标设备写入所述禁忌表Tabu以生成新的输送任务，并将所述新的输送任务发送至所述动态实时调度模块；所述动态实时调度模块，还用于：在接收所述新的输送任务后，重新获取所述在制品下一道工序的所有并行自动化设备的设备状态，并选择所述禁忌表Tabu之外的设备状态符合预设条件的并行自动化设备作为新的目标设备；将发送所述调度请求的并行自动化设备作为起点，将所述新的目标设备作为终点，从而建立新的输送任务，并将其发送至所述冲突和潜在冲突消解重调度模块。5.根据权利要求1所述的协同调度系统，其特征在于，还包括：设备故障/下线/上线调度模块及输送任务管控模块；其中，所述设备故障/下线/上线调度模块，通信连接所述柔性自动化生产线的各道工序中的各台并行自动化设备，用于：获取各所述并行自动化设备的故障/下线/上线信号，并在接收到故障/下线信号后，调用所述输送任务管控模块；所述输送任务管控模块，用于：确认是否有在制品被调往发送所述故障/下线信号的并行自动化设备；...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝军，袁新，周鲤积，李林琨，
申请(专利权)人：上海海得控制系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31