一种自动线生产任务动态调度方法技术

本发明专利技术实施例提供一种自动线生产任务动态调度方法，调度对象包括计算机和PLC；调度方法包括：计算机根据接收生产计划，将其分解到设备执行动作项，并优化，生成生产任务；在计算机中建立一个进程，与PLC建立网络通讯，并向PLC发布不同生产任务，循环查询已发布生产任务执行情况，在某个生产任务执行完成时，再发布下一个相同生产任务；查询已发布的生产任务，并按动作触发条件，PLC向设备对象发布动作执行指令；设备对象在接收到动作执行指令时，执行相应的动作，并反馈完成情况；PLC根据设备对象动作执行完成情况，更新生产任务的执行状态，反馈任务执行情况；计算机根据设备的运行状态，实时生产任务的动态调度；重复上述步骤至加工对象生产完成。

【技术实现步骤摘要】
一种自动线生产任务动态调度方法
本专利技术属于工业自动化领域，涉及一种自动线生产任务动态调度方法。
技术介绍
随着智能制造技术的快速发展，自动化生产线在机加工领域的应用越来越广泛。目前，自动化生产线在机加行业多采用工业机器人或桁架机器人及配套物流装置等，根据产品生产工艺流程按时序将产品周转至规定的工位进行生产制造。由于生产线属于复杂的软硬件系统，其可靠性往往不高，在局部发生故障时，将会影响整条生产线的运行，因此，自动化生产线的停线维修或维护，对于大批量零件生产而言，将严重制约自动化生产线的生产效率，提高生产制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动线生产任务动态调度方法，以解决生产线运行过程中，局部发生异常状况时，能够及时中止局部环节的生产任务执行，而其余部分能够独立继续开展生产，避免整条生产线停机的问题。本专利技术实施例提供了一种自动线生产任务动态调度方法，其特征在于，调度的对象包括计算机和PLC、被调度对象包括数控机床、地轨机器人、桁架机器人和传输带、视觉识别系统、标识系统、操作人员；调度方法包括以下步骤：S1、计算机根据接收的生产计划，将生产计划分解到设备执行动作项，并按加工对象生产时间最短，数控机床设备利用率最高为优化目标，生成生产任务；S2、根据生产任务的执行状态，发布生产任务；在计算机中建立一个进程，与PLC建立网络通讯，并向PLC发布不同任务代号的生产任务，循环查询已发布生产任务的执行情况，在某一个生产任务执行完成时，再发布下一个相同任务代号的生产任务；S3、查询已发布的生产任务，并按动作触发条件，PLC向设备对象发布动作执行指令；S4、设备对象在接收到动作执行指令时，执行相应的动作，并反馈完成情况；S5、PLC根据设备对象写入的动作执行完成情况，更新生产任务的执行状态，反馈任务执行情况；S6、计算机根据各设备的运行状态，实时调整生产任务，实现生产线任务的动态调度；S7、重复S1～S6，直至加工对象生产完成。优选地，所述设备执行动作项为：设备对象独立控制执行，并反馈动作完成情况。优选地，所述加工对象生产时间最短与数控机床设备利用率最高为：加工对象自上线开始至下线为止，合计的整个生产计划时间最短；生产线内数控机床的整体利用率最高；优化目标函数如下：min∑P×Tm×tnMax∑Mij×An×tn其中，Mij指在生产线既有生产条件下，生产线内的设备对象，其中，i指生产线内不可替换设备的编号，j指第1-j号具有相互可替换性设备的编号；An指按设备对象将设备独立完成的动作项；tn指每个动作An的执行时间；Tm指不同设备对象配合完成的生产任务，Tm＝{Mij，An}；P指不同产品对象加工需完成的生产任务，P＝{Pi，Tm}。优选地，S1还包括生成生产任务编码，并将生产任务编码存入指定变量中；其中任务编码由日期标记、任务优先级、任务代号、设备类型、动作代号、顺序执行符、禁用符、状态符、任务流水号组成。优选地，所述的任务代号和动作代号，其特征在于，任务代号采用n3位编码，分为2n3-1种任务，动作代号采用n5位编码，分为2n5-1种动作；上述的动作和任务其特征还在于，动作间具有相互关联关系，其中一个动作中断会致使其他动作不具备执行条件或无需继续执行，这样具有相互关联关系的一组动作称为一个生产任务，每个生产任务独立下发执行，任务执行相互无影响。优选地，所述的禁用符和状态符，其特征在于，禁用符采用1位编码，标记任务已禁用和任务未禁用的两种执行要求；状态符采用3位编码，标记任务未发布、任务已发布、任务执行完成、任务已删除等4中执行状态。优选地，生产任务执行包括：发布的生产任务中包含的一系列动作不会立即被执行，只有发布的生产任务在S3动作触发条件满足时，动作执行指令才会发布。优选地，S3包括：查询已发布的生产任务，任务处于禁用、未发布或已删除状态时，任务不执行；任务处于未禁用且已发布状态时，按设备类型开展各设备对象动作的触发条件的满足性查询，触发条件满足时，按任务优先级通过网络通讯将PLC的Output变量值告知设备对象，实现动作指令发布。优选地，S4包括：设备对象在动作完成后，将完成情况通过网络通讯写入PLC的Input变量值的方式告知PLC。优选地，S6包括:在计算机建立一个线程，不断遍历已发布生产任务的执行状态和监测生产线运行异常状态，并处理生产任务；生产任务处于已执行完成状态，则发布相同任务代号的未发布任务；生产任务处于禁用状态，根据生产线故障处理情况，采用“恢复生产任务，取消禁用”、“删除单个生产动作”、“删除生产任务”等三种方式处理。并在设备异常出现时，将出现异常的设备对象从组线设备中删除，并参考S1步骤说明的生产任务生成方法对未发布的生产任务进行生产任务重组。本专利技术提供的自动线生产任务动态调度方法，将生产线运行过程中以相互独立生产任务的形式进行区分，将生产线运行异常限定在异常设备及异常发生时所执行的生产任务内，生产线按生产任务进行动态重组后，单一设备故障仅造成相关联生产任务的中止，而不影响整体自动化生产线的运行。附图说明图1为本专利技术的自动线生产任务动态调度方法的流程图；图2为本专利技术实施例的生产任务发布流程图；图3为本专利技术实施例的自动线设备类型；图4为本专利技术实施例的自动线设备动作清单；图5为本专利技术实施例中设备动作执行的判断条件。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的目的在于提供一种自动线生产任务动态调度方法，以解决生产线运行过程中，局部发生异常状况时，能够及时中止局部环节的生产任务执行，而其余部分能够独立继续开展生产，避免整条生产线停机的问题。本专利技术的核心思想在于，本专利技术提供的自动线生产任务动态调度方法，将生产线运行过程中以相互独立生产任务的形式进行区分，将生产线运行异常限定在异常设备及异常发生时所执行的生产任务内，生产线按生产任务进行动态重组后，单一设备故障仅造成相关联生产任务的中止，而不影响整体自动化生产线的运行。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：提供一种自动线生产任务动态调度方法，包括以下步骤：S1、计算机根据接收的生产计划，将生产计划分解到设备执行动作项，并按加工对象生产时间最短，数控机床设备利用率最高为优化目标，生成生产任务。进一步地，S1包括：在计算机中建立一个线程，将ERP系统或同类其他信息系统作为通讯节点，通过IP和端口号，采用TCP/IP协议组建网络连接，并接收ERP系统下发的至少包括加工对象、数量、开始时间、完工节点等信息的生产计划。进一步地，S1根据接受的生产计划生成生产任务，所述的根据生产计划生成生产任务的方法为：将生产计划分解到设备执行动作项，并按以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动线生产任务动态调度方法，其特征在于，调度的对象包括计算机和PLC、被调度对象包括数控机床、地轨机器人、桁架机器人和传输带、视觉识别系统、标识系统、操作人员；/n调度方法包括以下步骤：/nS1、计算机根据接收的生产计划，将生产计划分解到设备执行动作项，并按加工对象生产时间最短，数控机床设备利用率最高为优化目标，生成生产任务；/nS2、根据生产任务的执行状态，发布生产任务；在计算机中建立一个进程，与PLC建立网络通讯，并向PLC发布不同任务代号的生产任务，循环查询已发布生产任务的执行情况，在某一个生产任务执行完成时，再发布下一个相同任务代号的生产任务；/nS3、查询已发布的生产任务，并按动作触发条件，PLC向设备对象发布动作执行指令；/nS4、设备对象在接收到动作执行指令时，执行相应的动作，并反馈完成情况；/nS5、PLC根据设备对象写入的动作执行完成情况，更新生产任务的执行状态，反馈任务执行情况；/nS6、计算机根据各设备的运行状态，实时调整生产任务，实现生产线任务的动态调度；/nS7、重复S1～S6，直至加工对象生产完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动线生产任务动态调度方法，其特征在于，调度的对象包括计算机和PLC、被调度对象包括数控机床、地轨机器人、桁架机器人和传输带、视觉识别系统、标识系统、操作人员；
调度方法包括以下步骤：
S1、计算机根据接收的生产计划，将生产计划分解到设备执行动作项，并按加工对象生产时间最短，数控机床设备利用率最高为优化目标，生成生产任务；
S2、根据生产任务的执行状态，发布生产任务；在计算机中建立一个进程，与PLC建立网络通讯，并向PLC发布不同任务代号的生产任务，循环查询已发布生产任务的执行情况，在某一个生产任务执行完成时，再发布下一个相同任务代号的生产任务；
S3、查询已发布的生产任务，并按动作触发条件，PLC向设备对象发布动作执行指令；
S4、设备对象在接收到动作执行指令时，执行相应的动作，并反馈完成情况；
S5、PLC根据设备对象写入的动作执行完成情况，更新生产任务的执行状态，反馈任务执行情况；
S6、计算机根据各设备的运行状态，实时调整生产任务，实现生产线任务的动态调度；
S7、重复S1～S6，直至加工对象生产完成。


2.如权利要求1所述的自动线生产任务动态调度方法，其特征在于，所述设备执行动作项为：设备对象独立控制执行，并反馈动作完成情况。


3.如权利要求2所述的自动线生产任务动态调度方法，其特征在于，所述加工对象生产时间最短与数控机床设备利用率最高为：加工对象自上线开始至下线为止，合计的整个生产计划时间最短；生产线内数控机床的整体利用率最高；
优化目标函数如下：






其中，Mij指在生产线既有生产条件下，生产线内的设备对象，其中，i指生产线内不可替换设备的编号，j指第1-j号具有相互可替换性设备的编号；
An指按设备对象将设备独立完成的动作项；
tn指每个动作An的执行时间；
Tm指不同设备对象配合完成的生产任务，Tm＝{Mij，An}；
P指不同产品对象加工需完成的生产任务，P＝{Pi，Tm}。


4.如权利要求1所述的自动线生产任务动态调度方法，其特征在于，S1还包括生成生产任务编码，并将生产任务编码存入指定变量中；其中任务编码由日期标记、任务优先级、任务代号、设备类型、动作代号、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔志学，成群林，穆英娟，黄飘，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31