基于人工智能的全流程生产调度系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及人工智能技术领域，具体涉及基于人工智能的全流程生产调度系统及方法，所述系统包括：数据获取单元，配置用于获取生产线的运行数据；生产线资源估计单元，配置用于基于运行数据，使用预设的资源估计模型，计算每个生产线的资源值。其通过获取生产线上的运行数据，计算每个生产线的资源值，以判断是否能够调取该生产线进行使用，一方面该过程可以筛选出空闲资源较多的生产线，以保证各个生产线能够最大化利用资源，另一方面，能够整合空闲资源，提升生产线的工作效率。提升生产线的工作效率。提升生产线的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于人工智能的全流程生产调度系统及方法


[0001]本专利技术属于人工智能
，具体涉及基于人工智能的全流程生产调度系统及方法。

技术介绍

[0002]复杂产品装配是典型的离散型装配，具有所需资源复杂多变、装调周期长等特点，例如卫星、飞机、船舶等，其装配过程围绕着产品进行，不同产品具有不同的工艺路线，不同工艺路线的工序之间相互独立，同时复杂产品装配过程中存在很多的不确定性生产扰动，常常导致实际执行过程与生产计划之间易产生偏差，车间任务延误、车间人员忙闲不均、资源浪费等现象。
[0003]近年来，倡导以“智能制造”为主导的第四次工业革命正在改变人类学习、工作和生活的方式，也持续推动工业生产向工业化与信息化融合发展。推进智能制造，能够有效缩短产品研制周期，提高生产效率和产品质量，降低运营成本和资源能源消耗，加快发展智能制造，对于提高制造业供给结构的适应性和灵活性、培育经济增长新动能都具有十分重要的意义。
[0004]人工智能(英语：artificial intelligence，缩写为AI)亦称智械、机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。该词也指出研究这样的智能系统是否能够实现，以及如何实现。同时，通过医学、神经科学、机器人学及统计学等的进步，常态预测则认为人类的很多职业也逐渐被其取代。
[0005]将人工智能应用于智能制造领域，不仅可以大幅提升制造效率，同时还可以降低人工操作带来的误差，提升产品质量。
[0006]专利号为CN201510432581.0A的专利公开了一种流水线生产调度方法及系统，包括排产、跟踪、反馈、以及调整阶段；所述排产阶段是指获取产品生产流水线站点配置及产品生产工序信息，形成初始分配建议；跟踪阶段实时获取流水线生产数据，并基于依存关系分析衡量流水线上各个站点的加工能力；反馈阶段是指基于上述对站点加工能力的分析，预测按照当前生产分配方案能够在规定的交货预期内完成规定的交货量，采用反馈控制的方法协调站点加工任务，生成生产调整建议，反馈控制流水线资源及站点配置；调整阶段是指根据反馈阶段得到的生产调整建议，调整生产线物料流转及工序站点的分配。本专利技术能够科学规划生产计划，调度生产资源配置保证工序内部以及工序之间的平衡。
[0007]其通过跟踪获取流水线的生产数据，以获取各个生产线的加工能力，来控制生产调度。其虽然能够保证工序内部以及工序之间的平衡，但这种调度并不能应用到生产的全流程上，且没有从根本上实现智能调度，提升效率有限。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供基于人工智能的全流程生产调度系统及方
法，其通过获取生产线上的运行数据，计算每个生产线的资源值，以判断是否能够调取该生产线进行使用，一方面该过程可以筛选出空闲资源较多的生产线，以保证各个生产线能够最大化利用资源，另一方面，能够整合空闲资源，提升生产线的工作效率。
[0009]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0010]基于人工智能的全流程生产调度系统，所述系统包括：数据获取单元，配置用于获取生产线的运行数据；生产线资源估计单元，配置用于基于运行数据，使用预设的资源估计模型，计算每个生产线的资源值；调度单元，配置用于从生产线中任意筛选出9个生产线，基于计算得到的每个生产线的资源值，设定一个数量值N，找到资源值最高的N个生产线，将所有的资源值进行求和计算，得到总资源值，若总资源值在设定的阈值以上，则将N个生产线进行连接，完成本次调度，若总资源值低于设定的阈值，则重新从生产线中任意筛选出9个生产线，循环执行，直到总资源值在设定的阈值以上，完成调度。
[0011]进一步的，所述运行数据至少包括：生产线运行状态、生产线位置和生产线吞吐量；所述生产线运行状态包括三种：正常、故障和空闲。
[0012]进一步的，所述生产线资源估计单元包括：运行数据预处理单元、模型建立单元和计算单元；所述运行数据预处理单元，配置用于对运行数据进行数据预处理，得到预处理数据；所述模型建立单元，配置用于建立计算模型；所述计算单元，配置用于基于建立的计算模型，将预处理数据代入到计算模型中，计算得到生产线的资源值。
[0013]进一步的，所述模型建立单元建立的计算模型使用如下公式表示：其中，C0为资源值；S0为生产线运行状态对应的值，在正常状态下，S0＝1，在故障状态下，S0＝0.5，在空闲状态下，S0＝2；T为生产线吞吐量，σ为生产线吞吐量的标准差；X为生产线位置对应的值，X的计算过程为：为每一个生产线按照位置顺序进行编号，编号完成后，X＝编号的数值/10；d1为第一中间值，d2为第二中间值。
[0014]进一步的，所述调度单元包括：随机筛选单元，配置用于从从生产线中任意筛选出9个生产线，将筛选出的9个生产线按照9宫格进行排列；总资源计算单元，配置用于基于计算得到的每个生产线的资源值，设定一个数量值N，找到资源值最高的N个生产线，将所有的资源值进行求和计算，得到总资源值；判断单元，配置用于判断计算得到的总资源是否在设定的阈值以上，若总资源值在设定的阈值以上，则将N个生产线进行连接，完成本次调度，若总资源值低于设定的阈值，则重新从生产线中任意筛选出9个生产线，循环执行，直到总资源值在设定的阈值以上，完成调度。
[0015]进一步的，所述总资源计算单元在计算得到总资源值后，还将基于设定的数量值N进行总资源值进行调整，得到调整后的总资源值，包括：调整后的总资源值＝总资源值/N；所述判断单元将基于得到的调整后的总资源值进行判断。
[0016]一种基于人工智能的全流程生产调度方法，所述方法执行以下步骤：
[0017]步骤1：获取生产线的运行数据；
[0018]步骤2:基于运行数据，使用预设的资源估计模型，计算每个生产线的资源值；
[0019]步骤3:从生产线中任意筛选出9个生产线，基于计算得到的每个生产线的资源值，
设定一个数量值N，找到资源值最高的N个生产线，将所有的资源值进行求和计算，得到总资源值，若总资源值在设定的阈值以上，则将N个生产线进行连接，完成本次调度，若总资源值低于设定的阈值，则重新从生产线中任意筛选出9个生产线，循环执行，直到总资源值在设定的阈值以上，完成调度。
[0020]进一步的，所述运行数据至少包括：生产线运行状态、生产线位置和生产线吞吐量；所述生产线运行状态包括三种：正常、故障和空闲。
[0021]进一步的，所述资源估计模型使用如下公式表示：
[0022]其中，C0为资源值；S0为生产线运行状态对应的值，在正常状态下，S0＝1，在故障状态下，S0＝0.5，在空闲状态下，S0＝2；T为生产线吞吐量，σ为生产线吞吐量的标准差；X为生产线位置对应的值，X的计算过程为：为每一个生产线按照位置顺序进行编号，编号完成后，X＝编号的数值/10；d1为第一中间值，d2为第二中间值；N(d1)表示对第一中间值d1进行取整运算。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人工智能的全流程生产调度系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取单元，配置用于获取生产线的运行数据；生产线资源估计单元，配置用于基于运行数据，使用预设的资源估计模型，计算每个生产线的资源值；调度单元，配置用于从生产线中任意筛选出9个生产线，基于计算得到的每个生产线的资源值，设定一个数量值N，找到资源值最高的N个生产线，将所有的资源值进行求和计算，得到总资源值，若总资源值在设定的阈值以上，则将N个生产线进行连接，完成本次调度，若总资源值低于设定的阈值，则重新从生产线中任意筛选出9个生产线，循环执行，直到总资源值在设定的阈值以上，完成调度。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行数据至少包括：生产线运行状态、生产线位置和生产线吞吐量；所述生产线运行状态包括三种：正常、故障和空闲。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述生产线资源估计单元包括：运行数据预处理单元、模型建立单元和计算单元；所述运行数据预处理单元，配置用于对运行数据进行数据预处理，得到预处理数据；所述模型建立单元，配置用于建立计算模型；所述计算单元，配置用于基于建立的计算模型，将预处理数据代入到计算模型中，计算得到生产线的资源值。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模型建立单元建立的计算模型使用如下公式表示：其中，C0为资源值；S0为生产线运行状态对应的值，在正常状态下，S0＝1，在故障状态下，S0＝0.5，在空闲状态下，S0＝2；T为生产线吞吐量，σ为生产线吞吐量的标准差；X为生产线位置对应的值，X的计算过程为：为每一个生产线按照位置顺序进行编号，编号完成后，X＝编号的数值/10；d1为第一中间值，d2为第二中间值。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述调度单元包括：随机筛选单元，配置用于从从生产线中任意筛选出9个生产线，将筛选出的9个生产线按照9宫格进行排列；总资源计算单元，配置用于基于计算得到的每个生产线的资源值，设定一个数量值N，找到资源值最高的N个生产线，将所有的资源值进行求和计算，得到总资源值；判断单元，配置用于判断计算得到的总资源是否在设定的阈值以上，若总资源值在设定的阈值以上，则将N个生产线进行连接，完成本次调度，若总资源值低于设定的阈值，则重新从生产线中任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，常冰，
申请(专利权)人：北京思路智园科技有限公司，
类型：发明
国别省市：