一种计划调度方案快速调整生成系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种计划调度方案快速调整生成系统，包括订单数据库、工艺模版库、车间资源现有安排信息库和人机交互任务调整触发装置；利用所述人机交互任务调整触发装置，实现交互操作信息的感知及采集，触发所设计的任务项的新增、删除、修改及调度方案更新处理模块，相应模块中实现资源调度方案任务信息、订单产品计划安排信息的对应数据处理操作，达到计划调度方案高效更新、快速生成的目的。本发明专利技术可实现已有调度方案的快速生成调整，满足偏离生效调度方案扰动发生后，已有调度方案实现单任务资源切换、时间调整、单任务新增、单任务删除、关联任务批量剔除、关联任务批量后移等操作场景下的快速调整与约束检查的需求。下的快速调整与约束检查的需求。下的快速调整与约束检查的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种计划调度方案快速调整生成系统及方法


[0001]本专利技术涉及以机械加工为典型代表的“线形加工”(同一产品不同工序不可同时进行)的资源调度领域，特别涉及一种计划调度方案快速调整生成系统及方法。

技术介绍

[0002]生产制造企业日常有序管理、高效生产，离不开可以指导现场实际生产的计划调度方案。作为一项用于完成在正确的时间、安排正确的生产任务到正确的资源执行方案生成的技术，计划调度方案生成技术的实现过程主要过程为：首先基于生产订单产品任务要求、设计相对应生产工艺、以适宜数据结构构建生产工艺的表征模型；再依据现场资源条件、设定工序任务执行资源约束，并通过仿真或历史数据设定工序任务加工生产耗时；最后通过所构造的算法/策略，完成计划调度方案的生成。
[0003]目前，在计划调度方案的生成方面的大量研究主要集中在利用规则、启发式、元启发式等方法实现计划调度方案的静态方案生成，并取得了大量研究成果。但现场不确定性扰动因素较多，如生产现场加工返修、设备故障、插单、任务暂停/取消等各种扰动因素频繁发生，导致调度方案与实际生产执行不可避免地发生偏离，相关研究人员逐步采用动态调度、重调度、预
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反应式调度等方法，实现考虑扰动的调度方案生成，提升调度方案的适用性。然而，重调度、动态调度等计划调度方案生成方法不仅存在着诱发前期方案大幅调整、计算耗时长等问题，而且相关扰动发生情境多涉及到大量人为主观决策，固定的优化指标无法准确量化随市场、资源等不断动态变化的主观决策偏好，缺乏了交互灵活性。需在当前固定优化指标调度方案生成之外，辅之以具有良好交互性的计划调度方案快速调整生成系统。
[0004]本专利技术提出了一种计划调度方案快速调整系统的构建方法及主要要素，实现了对已有调度方案调整后的新方案的快速生成，可满足工序任务删除、新增、时间调整、执行资源调整、任务批量取消、任务批量调整等偏离生效调度方案扰动发生后，符合工艺资源约束的无冲突调度方案适应性调整、信息汇总后订单生产任务期望开始、完成时间更新，同时实现对发布方案取消/暂停等情况后，产品工序级任务回收管理，进而支撑调度生产执行过程中，待安排半成品的工序级精准管理及总待调度生产任务任务量的工序级度量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种计划调度方案快速调整生成系统及方法，可实现对已有调度方案调整后的新方案的快速生成及任务管理，可满足工序任务删除、新增、时间调整、执行资源调整、任务批量取消、任务批量调整等偏离生效调度方案扰动发生后，符合工艺资源约束的无冲突调度方案适应性调整。并向上更新订单生产任务期望开始、完成时间并实现对生产任务的工序级管理。
[0006]为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案是：提供一种计划调度方案快速调整生成系统，包括订单数据库、工艺模版库、车间资源现有安排信息库和人机交互任务调整触
发装置；利用所述人机交互任务调整触发装置，实现交互操作信息的感知及采集，触发所设计的任务项的新增、删除、修改及调度方案更新处理模块，相应模块中实现资源调度方案任务信息、订单产品计划安排信息的对应数据处理操作，达到计划调度方案高效更新、快速生成的目的；
[0007]所述订单数据库，包括订单名称、订单标识、订单数目、订单包含产品炉批号标识、炉批号产品工序信息、订单关联实例工艺详情的数据记录字段；每单条订单在订单数据库中对应一条记录；
[0008]所述工艺模版库，包括工序标识、工序号、工序名、工序内容、工序工时、工序责任人、工序调度生成序、工序可选设备标记，完整描述工艺内工序、工序工时、工序加工资源信息记录字段；完成工艺信息的完整描述；用于订单关联实例工艺详情的快速生成；
[0009]所述车间资源现有安排数据库，包括资源标识、资源名称、资源工作班制、资源工作周制、故障异常诱发非工作日期及节假日、资源已有任务安排信息记录字段；完成资源任务的完整描述。
[0010]进一步的，所述人机交互任务调整触发装置由硬件模块和功能模块组成；
[0011]所述硬件模块包括PC、显示屏、鼠标键盘；
[0012]所述功能模块包括任务项的任务项新增处理模块、任务项的时间调整处理模块、任务项的任务资源切换处理模块、任务项的关联任务批量删除处理模块和任务项的关联任务批量调整处理模块。
[0013]进一步的，所述任务项的任务项新增处理模块，包括资源任务时间冲突检测子模块、最早符合有效时间长度时间段搜索子模块、起始/结束时刻计算子模块；
[0014]所述任务项的时间调整处理模块，包括资源任务时间段不可加工时间域变化检测子模块、资源任务时间冲突检测子模块、最早符合有效时间长度时间段搜索子模块、起始/结束时刻计算子模块、定值起始/结束时刻计算子模块的调用接口模块；
[0015]所述任务项的任务资源切换处理模块，包括资源
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任务匹配约束符合性检测子模块、所述任务项新增处理模块的调用接口模块；
[0016]所述任务项的关联任务批量删除处理模块，包括定向工艺关联任务检索子模块、指定资源内单任务删除子模块的调用接口模块；
[0017]所述任务项的关联任务批量调整处理模块，包括定向工艺关联任务检索子模块、指定任务项的任务项新增处理模块的调用接口模块。
[0018]进一步的，所述订单数据库中炉批号产品工序信息，包括产品炉批号名称、工序标识、工序调度生成序、现场实际分配执行资源、计划任务开始时间、计划任务结束时间；
[0019]所述车间资源现有安排数据库中资源已有任务安排信息，包括任务名称、所属订单标识、所属工序标识、所属炉批号标识、计划任务开始时间、计划任务结束时间信息。
[0020]进一步的，所述资源任务时间冲突检测子模块，通过在按已安排任务开始时间排序的已安排任务序列中，依据待处理任务基准时间，对应地以已有任务项开始时间与待处理任务开始时间作为参照，采用二分搜索方法，快速定位待处理任务在资源安排中的前后任务工序，并将前后工序任务起止时间分别记为[Sra，Era]与[Srb，Erb]；通过待处理任务时间区间[Sin,Ein]与时间区间[Era,Srb]的关系，检测冲突发生情况及时间冲突方向。
[0021]进一步的，所述最早符合有效时间长度时间段搜索子模块，如果获取设定参照时
间基准值T
serch
、搜索方向、时间段长度T
R
、在搜索方向由近及远地获取任务空隙时间段长度，记为T
id
；当T
id
＜T
R
时，使T
serch
＝T
far
，继续向搜索方向搜索，若搜索至搜索方向资源最后一项任务，则令最后项任务搜索方向上的时间值作为最早符合时间；当T
id
≥T
R
时，在该T
id
对应时间段[Srb，Erb]内，搜索累加区间其中非可加工时间段，记为T
unable
，判别T...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，包括订单数据库、工艺模版库、车间资源现有安排信息库和人机交互任务调整触发装置；利用所述人机交互任务调整触发装置，实现交互操作信息的感知及采集，触发所设计的任务项的新增、删除、修改及调度方案更新处理模块，相应模块中实现资源调度方案任务信息、订单产品计划安排信息的对应数据处理操作，达到计划调度方案高效更新、快速生成的目的；所述订单数据库，包括订单名称、订单标识、订单数目、订单包含产品炉批号标识、炉批号产品工序信息、订单关联实例工艺详情的数据记录字段；每单条订单在订单数据库中对应一条记录；所述工艺模版库，包括工序标识、工序号、工序名、工序内容、工序工时、工序责任人、工序调度生成序、工序可选设备标记，完整描述工艺内工序、工序工时、工序加工资源信息记录字段；完成工艺信息的完整描述；用于订单关联实例工艺详情的快速生成；所述车间资源现有安排数据库，包括资源标识、资源名称、资源工作班制、资源工作周制、故障异常诱发非工作日期及节假日、资源已有任务安排信息记录字段；完成资源任务的完整描述。2.如权利要求1所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述人机交互任务调整触发装置由硬件模块和功能模块组成；所述硬件模块包括PC、显示屏、鼠标键盘；所述功能模块包括任务项的任务项新增处理模块、任务项的时间调整处理模块、任务项的任务资源切换处理模块、任务项的关联任务批量删除处理模块和任务项的关联任务批量调整处理模块。3.如权利要求2所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述任务项的任务项新增处理模块，包括资源任务时间冲突检测子模块、最早符合有效时间长度时间段搜索子模块、起始/结束时刻计算子模块；所述任务项的时间调整处理模块，包括资源任务时间段不可加工时间域变化检测子模块、资源任务时间冲突检测子模块、最早符合有效时间长度时间段搜索子模块、起始/结束时刻计算子模块、定值起始/结束时刻计算子模块的调用接口模块；所述任务项的任务资源切换处理模块，包括资源
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任务匹配约束符合性检测子模块、所述任务项新增处理模块的调用接口模块；所述任务项的关联任务批量删除处理模块，包括定向工艺关联任务检索子模块、指定资源内单任务删除子模块的调用接口模块；所述任务项的关联任务批量调整处理模块，包括定向工艺关联任务检索子模块、指定任务项的任务项新增处理模块的调用接口模块。4.如权利要求2所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述订单数据库中炉批号产品工序信息，包括产品炉批号名称、工序标识、工序调度生成序、现场实际分配执行资源、计划任务开始时间、计划任务结束时间；所述车间资源现有安排数据库中资源已有任务安排信息，包括任务名称、所属订单标识、所属工序标识、所属炉批号标识、计划任务开始时间、计划任务结束时间信息。5.如权利要求3所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述资源任务时间冲突检测子模块，通过在按已安排任务开始时间排序的已安排任务序列中，依据待处理
任务基准时间，对应地以已有任务项开始时间与待处理任务开始时间作为参照，采用二分搜索方法，快速定位待处理任务在资源安排中的前后任务工序，并将前后工序任务起止时间分别记为[Sra，Era]与[Srb，Erb]；通过待处理任务时间区间[Sin,Ein]与时间区间[Era,Srb]的关系，检测冲突发生情况及时间冲突方向。6.如权利要求3所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述最早符合有效时间长度时间段搜索子模块，如果获取设定参照时间基准值T
serch
、搜索方向、时间段长度T
R
、在搜索方向由近及远地获取任务空隙时间段长度，记为T
id
；当T
id
＜T
R
时，使T
serch
＝T
far
，继续向搜索方向搜索，若搜索至搜索方向资源最后一项任务，则令最后项任务搜索方向上的时间值作为最早符合时间；当T
id
≥T
R
时，在该T
id
对应时间段[Srb，Erb]内，搜索累加区间其中非可加工时间段，记为T
unable
，判别T
id
‑
T
unable
≥T
R
是否为真，当为真时，输出时间段[Srb，Erb]；否则在T
id
‑
T
unable
≥T
R
是否为假时，继续执行上述向搜索方向搜索操作步骤。7.如权利要求3所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述起始/结束时刻计算子模块，依据基准时间、计算方向、工时时间段长度信息，在搜索方向工时迭代截断的方式进行；流程为首先通过在搜索方向叠加计算工时，获取第一期望时刻，然后在基准与第一期望结束时刻时间区间内，搜索累加区间其中可加工时间段，将其与计算工时相比较，当计算工时等于可加工时间段累加值时，输出第一期望时刻作为结果值；否则，当计算工时大于可加工时间段累加值时，取二者差值作为新计算工时，前一期望时刻作为基准时间，迭代运算至计算工时等于可加工时间段累加值，输出期望时刻作为结果值。8.如权利要求3所述的计划调度方案快速调整生成系统，其特征在于，所述资源
‑
任务匹配约束符合性检测子模块，依据在所述订单数据库中，对应订单关联实例工艺详情内工序加工资源，获取任务工序设定可选加工资源集合，判别目标资源与任务工序设定可选加工资源集合的关系，完成资源
‑
任务匹配约束符合性检测；所述定向工艺关联任务检索子模块，通过所述对应订单关联实例工艺详情内工序调度生成序，获取任务紧前/紧后工序任务。9.一种计划调度方案快速调整生成方法，应用于如权利要求3到8中任一项所述的计划调度方案快速调整生成系统中，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、建立描述订单名称、订单标识、订单数目、订单包含产品炉批号标识、炉批号产品工序信息、订单关联实例工艺详情的数据记录字段，依据实际涉及各订单信息，完成订单名称、订单标识、订单数目、订单包含产品炉批号标识字段数据赋值。执行步骤S2；步骤S2、基于订单加工要求，完成订单工艺初步设计：搜索工艺模版库中是否已存在相符/相近工艺，当存在时对应工艺时，执行步骤S3，否则执行步骤S4；步骤S3，从工艺模版库中获取工艺信息模版，进行最终编辑修正后，生成相应订单关联工艺信息内容，赋入步骤S1中对应订单的“订单关联实例工艺详情”字段中，视其通用性决定是否将生成工艺信息内容载入工艺模版库完成工艺模版库的扩充；执行步骤S5；步骤S4，构造工艺信息内容，信息内容中需包括：工序标识、工序号、工序名、工序内容、工序工时、工序责任人、工序调度生成序、工序可选设备标记，完整描述工艺内工序、工序工时、工序加工资源；工艺信息内容生成完成后，赋入步骤S1中关联订单的“订单关联实例工艺详情...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄飘，黄久超，孔志学，郑祖杰，于谋雨，
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：