一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法及装置，属于车间生产与天车协同调度技术领域，方法包括：建立并初始化事件表和资源表，将事件类型分为调运完成、等待调运以及调运开始三大类；建立基于事件的系统时钟时间推进机制，为调运完成、等待调运以及调运开始事件生成新的事件并更新事件表，为当下处理的等待调运事件分配资源，并修改资源表、生成对应事件；如此往复，实现基于时空规则的车间生产与天车协同调度。本发明专利技术能够避免工作中天车的运行冲突，明确系统各时刻的状态，提高车间生产的工作效率和资源的利用率，在工程实践中有一定的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法及装置
本专利技术属于车间生产与天车协同调度
，更具体地，涉及一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法及装置。
技术介绍
以铸管生产为例，其存在将铁水浇铸为成品铸管的环节，一般将处理铁水的生产区域称为铁水区，将接收铁水后开始热模铸管工艺的生产区域称为热模区。在热模区里，天车凭借可负载质量大、运行相对平稳、不占用地面空间等优点成为此类生产物流的主要运输工具；其显著特点是必须在轨道上运行，同轨道天车不可越过其他天车运动，故天车在轨道上常与其他天车产生运动冲突。而天车调度是连接车间生产中发生在不同工位上工序的控制环节，主要目的是保证生产物流畅通，但目前大多数此类生产仍依靠人工经验调度天车，缺乏高效性和全局性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法及装置，以解决现有生产调度活动效率低下、冲突频发的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法，包括以下步骤：S1，建立并初始化事件表和资源表；所述事件表包括与工件、工序、工位、事件类型以及发生时刻相关的信息，所述事件类型分为调运完成、等待调运以及调运开始；所述资源表包括与天车资源、工位资源以及空间资源的占用状态相关的信息；S2，推进系统时钟，并处理当前系统时钟对应的事件，若为调运完成事件，则生成等待调运事件，并插入事件表；若为调运开始事件，则生成调运完成事件，并插入事件表；若为等待调运事件，则执行S3；S3，基于所述资源表，选择与当前工位在同一可用空间内最早空闲的天车，以及离当前工位最近的目标工位，所述目标工位指当前工序的紧后工序对应的工位集合中与当前工位在所述同一可用空间内的工位；基于选定的天车以及目标工位，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表；S4，重复执行S2和S3，直至所述事件表为空。进一步地，在执行S3之前，在预设时间间隔内，若存在多个位于同一可用空间内且完成同一工序的等待调运的工件集合，则执行S3＇；若不存在，则执行S3；S3＇，选择出与所述工件集合在同一可用空间内的所有空闲天车以及目标工位；将所述工件集合对应的工位坐标、所有空闲天车坐标和所有目标工位坐标均按照升序或降序排列，并按照排序对工位-空闲天车-目标工位进行一对一匹配，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表。进一步地，在执行S1之前，所述方法还包括：采集工件、工序、工位以及天车的信息，具体包括：采集所有工序编号、工序与工位的对应关系、每一道工序的紧后工序集、每一道工序的持续时间和每一道工序的起吊和卸载时间；建立覆盖天车轨道的一维坐标系，获取所有工位编号、所有天车编号、每一个工位对应的坐标和每一辆天车的初始坐标。进一步地，所述S3中，在基于选定的天车以及目标工位，修改所述资源表之前，还包括：判断当前工位与选定的目标工位的运动路径上是否存在需要避让的空闲天车，若存在，则修改所述需要避让的空闲天车的占用状态以及避让后天车位置坐标。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度装置，包括：建表以及初始化模块，用于建立并初始化事件表和资源表；所述事件表包括与工件、工序、工位、事件类型以及发生时刻相关的信息，所述事件类型分为调运完成、等待调运以及调运开始；所述资源表包括与天车资源、工位资源以及空间资源的占用状态相关的信息；第一处理模块，用于推进系统时钟，并处理当前系统时钟对应的事件，若为调运完成事件，则生成等待调运事件，并插入事件表；若为调运开始事件，则生成调运完成事件，并插入事件表；若为等待调运事件，则执行第二处理模块的操作；所述第二处理模块，用于基于所述资源表，选择与当前工位在同一可用空间内最早空闲的天车，以及离当前工位最近的目标工位，所述目标工位指当前工序的紧后工序对应的工位集合中与当前工位在所述同一可用空间内的工位；基于选定的天车以及目标工位，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表；重复模块，用于重复执行所述第一处理模块和第二处理模块的操作，直至所述事件表为空。进一步地，所述装置还包括：事件批处理模块，用于在预设时间间隔内，若存在多个位于同一可用空间内且完成同一工序的等待调运的工件集合，则选择出与所述工件集合在同一可用空间内的所有空闲天车以及目标工位；将所述工件集合对应的工位坐标、所有空闲天车坐标和所有目标工位坐标均按照升序或降序排列，并按照排序对工位-空闲天车-目标工位进行一对一匹配，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表。进一步地，所述装置还包括：采集模块，用于采集工件、工序、工位以及天车的信息，具体包括：采集所有工序编号、工序与工位的对应关系、每一道工序的紧后工序集、每一道工序的持续时间和每一道工序的起吊和卸载时间；建立覆盖天车轨道的一维坐标系，获取所有工位编号、所有天车编号、每一个工位对应的坐标和每一辆天车的初始坐标。进一步地，所述装置还包括：判断模块，用于在选定的天车以及目标工位后，判断当前工位与选定的目标工位的运动路径上是否存在需要避让的空闲天车，若存在，则修改所述需要避让的空闲天车的占用状态以及避让后天车位置坐标。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术首先建立并初始化事件表和资源表，将事件类型分为调运完成、等待调运以及调运开始三大类；然后建立基于事件的系统时钟时间推进机制，为调运完成以及调运开始事件生成新的事件并更新事件表，为当下处理的等待调运事件分配资源，并修改资源表、生成对应事件；如此往复，实现基于时空规则的车间生产与天车协同调度。本专利技术能够避免工作中天车的运行冲突，明确系统各时刻的状态，提高车间生产的工作效率和资源的利用率，在工程实践中有一定的应用价值。(2)本专利技术考虑到一个加工阶段存在多台并行机，每台并行机同一时间段只能加工一个工件，不同加工阶段之间有严格的顺序约束，当等待调运事件发生，需为其分配天车和紧后工序对应的工位，此时，通过引入事件批的概念，能够避免简单地基于贪婪思想(选择最近的天车、工位)进行分配而导致的空间资源的浪费。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的铸管生产中热模区和铁水区的调度方法流程图；图3是本专利技术实施例提供的基于优先级的热模区天车调度算法流程图；图4是本专利技术实施例提供的处理调运完成以及调运开始事件的流程图；图5是本专利技术实施例提供的处理等待调运事件的流程图；图6是本专利技术实施例提供的天车运行的时空图；图7为本专利技术实施例提供的基于时空规则的车间生产与天车协同调度装置的框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，建立并初始化事件表和资源表；所述事件表包括与工件、工序、工位、事件类型以及发生时刻相关的信息，所述事件类型分为调运完成、等待调运以及调运开始；所述资源表包括与天车资源、工位资源以及空间资源的占用状态相关的信息；/nS2，推进系统时钟，并处理当前系统时钟对应的事件，若为调运完成事件，则生成等待调运事件，并插入事件表；若为调运开始事件，则生成调运完成事件，并插入事件表；若为等待调运事件，则执行S3；/nS3，基于所述资源表，选择与当前工位在同一可用空间内最早空闲的天车，以及离当前工位最近的目标工位，所述目标工位指当前工序的紧后工序对应的工位集合中与当前工位在所述同一可用空间内的工位；基于选定的天车以及目标工位，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表；/nS4，重复执行S2和S3，直至所述事件表为空。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，建立并初始化事件表和资源表；所述事件表包括与工件、工序、工位、事件类型以及发生时刻相关的信息，所述事件类型分为调运完成、等待调运以及调运开始；所述资源表包括与天车资源、工位资源以及空间资源的占用状态相关的信息；
S2，推进系统时钟，并处理当前系统时钟对应的事件，若为调运完成事件，则生成等待调运事件，并插入事件表；若为调运开始事件，则生成调运完成事件，并插入事件表；若为等待调运事件，则执行S3；
S3，基于所述资源表，选择与当前工位在同一可用空间内最早空闲的天车，以及离当前工位最近的目标工位，所述目标工位指当前工序的紧后工序对应的工位集合中与当前工位在所述同一可用空间内的工位；基于选定的天车以及目标工位，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表；
S4，重复执行S2和S3，直至所述事件表为空。


2.根据权利要求1所述的基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法，其特征在于，在执行S3之前，在预设时间间隔内，若存在多个位于同一可用空间内且完成同一工序的等待调运的工件集合，则执行S3＇；若不存在，则执行S3；
S3＇，选择出与所述工件集合在同一可用空间内的所有空闲天车以及目标工位；将所述工件集合对应的工位坐标、所有空闲天车坐标和所有目标工位坐标均按照升序或降序排列，并按照排序对工位-空闲天车-目标工位进行一对一匹配，修改所述资源表，生成调运开始事件，并插入事件表。


3.根据权利要求1或2所述的基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法，其特征在于，在执行S1之前，所述方法还包括：
采集工件、工序、工位以及天车的信息，具体包括：采集所有工序编号、工序与工位的对应关系、每一道工序的紧后工序集、每一道工序的持续时间和每一道工序的起吊和卸载时间；建立覆盖天车轨道的一维坐标系，获取所有工位编号、所有天车编号、每一个工位对应的坐标和每一辆天车的初始坐标。


4.根据权利要求3所述的基于时空规则的车间生产与天车协同调度方法，其特征在于，所述S3中，在基于选定的天车以及目标工位，修改所述资源表之前，还包括：
判断当前工位与选定的目标工位的运动路径上是否存在需要避让的空闲天车，若存在，则修改所述需要避让的空闲天车的占用状态以及避让后天车位置坐标。


5.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振元，赵俊波，周紫诺，姜兆勤，王注，谢勇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42