一种光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤预制棒沉积车间实验棒投放调度方法及系统。所述方法包括以下步骤：（1）根据当前的生产计划、以及过程测试棒的投放计划，绘制表征由于预制棒沉积工序和预制棒烧结工序需要顺序进行导致预制棒沉积设备和预制棒烧结设备需要等待机时的干扰图H；（2）采用启发式学习，根据步骤（1）获得的干扰图，以排产计划干扰总和作为适应度，以适应度最小为优化目标优化将过程测试棒的投放计划加入到当前的生产计划中获得的排产计划；所述排产计划的干扰总和为所述排产计划中存在相互干扰的设备对的总数量。本发明专利技术帮助有效的执行过程测试棒投放计划的同时，几乎不影响正常的光纤预制棒生产计划。预制棒生产计划。预制棒生产计划。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法及系统


[0001]本专利技术属于智能制造领域，更具体地，涉及一种光纤预制棒沉积车间实验棒投放调度方法及系统。

技术介绍

[0002]流程制造行业，比如电缆、光纤等制造行业，在生产过程中需要经过多个加工步骤最终完成原材料转化，产出最终成品，在成品阶段才能通过检测，从而获得产品的质量数据，判断质量等级。如果遇到次品，同批次的产品都有可能存在质量问题。
[0003]光纤预制棒沉积车间，一般通过投放过程测试棒（PC棒），来监控车间的设备及工艺状态。过程测试棒是一种长度较正常光纤预制棒短而剖面结构相同的光纤预制棒，制作工艺和普通芯棒相同，作为试制工件，用于以较低成本尽早发现问题。人为加入的试制工件，从芯棒到预制棒再到光纤的全工艺流程中均需要优先放行，方便尽快到流程末端检测获得光纤参数数据，从而控制质量。合理的测试棒投放安排对生产效率的提升和质量问题的及时发现都十分重要。PC棒的合理投放安排，需要卡在烧结设备需要的时候提供，太早会导致没有烧结设备可以投放，太晚又会使得烧结设备没有棒子可以投放。目前光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度主要依靠人工经验，存在稳定性以及标准化的问题。
[0004]目前的生产排程调度方法，主要是集中解决离散型生产车间的排程调度问题，较少针对流程型制造行业中中间品质量检测困难的问题给出相应的解决办法，不能直接应用于光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种光纤预制棒沉积车间实验棒投放调度方法及系统，其目的在于，将过程测试棒的投放作为干扰因素，增加到当前的生产计划中，采用启发式学习算法，根据当前设备的生产计划，插空排产，获得尽可能降低对光纤预制棒生产的影响的排产计划，由此解决现有技术不能针对光纤预制棒及过程测试棒顺序执行沉积和烧结工艺导致的过程测试棒投放计划干扰正常光纤预制棒生产计划的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其特征在于，应用于包括M台预制棒沉积设备、以及N台预制棒烧结设备的光纤预制棒沉积车间，包括以下步骤：（1）根据当前的生产计划、以及过程测试棒的投放计划，绘制表征由于预制棒沉积工序和预制棒烧结工序需要顺序进行导致预制棒沉积设备和预制棒烧结设备需要等待机时的干扰图H；（2）采用启发式学习，根据步骤（1）获得的干扰图，以排产计划干扰总和作为适应度，以适应度最小为优化目标优化将过程测试棒的投放计划加入到当前的生产计划中获得的排产计划；所述排产计划的干扰总和为所述排产计划中存在相互干扰的设备对的总数
量。
[0007]优选地，所述光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其所述当前的生产计划，包括所述M台预制棒沉积设备i、以及N台预制棒烧结设备j的在当前生产计划持续时间内的空闲状态；所述过程测试棒的投放计划，包括需要投放的过程测试棒数量K。
[0008]优选地，所述光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其所述干扰图H以所有M台预制棒沉积设备以及N台预制棒烧结设备为顶点，以投放过程测试棒导致相互干扰的预制棒沉积设备i以及预制棒烧结设备j的关联为边。
[0009]优选地，所述光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其所述干扰图H={M+N，V，E}；其中：M+N为顶点个数，即预制棒沉积设备以及预制棒烧结设备的数量总和；V为设备集合，包括两个子集：VI为预制棒沉积设备集合，V
i
为预制棒沉积设备则有V
i
∈VI；VJ为预制棒烧结设备集合，V
j
为预制棒烧结设备则有V
j
∈VJ；E为干扰图的边，包括一对生产过程测试棒由于预制棒沉积设备和预制棒烧结设备相互等待机时导致干扰的预制棒沉积设备和预制棒烧结设备对；对于设备对(V
i, V
j
)，当利用预制棒沉积设备V
i
最近的空闲机时生产过程测试棒，当产出完成后等待预制棒烧结设备V
j
能用于生产过程测试棒的空闲机时的等待时长小于预设阈值时，则判断所述设备对(V
i, V
j
)之间无干扰，即E(V
i, V
j
)=0；否则判断所述设备对(V
i, V
j
)之间存在干扰，即E(V
i, V
j
)=1。
[0010]优选地，所述光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其步骤（2）采用禁忌搜索算法优化将过程测试棒的投放计划加入到当前的生产计划中获得的排产计划；其：评价函数为适应度，即排产计划干扰总和。对于排产计划S，其干扰总和按照如下方法计算：f(S)=∑E(V
i, V
j
), (V
i, V
j
)∈κ其中，κ为用于生产K个过程测试棒的设备对集合。排产计划S，对于每一个过程测试棒，分配一对包括预制棒沉积设备和预制棒烧结设备的设备对(V
i, V
j
)，用于生产K个过程测试棒的设备对组成设备对集合κ。
[0011]领域移动的动作为：选择至少一对设备对进行预制棒沉积设备或预制棒烧结设备重新匹配，形成新的设备对集合κ
’
以及新的排产计划S
’
，当前排产计划的所有动作构成当前排产计划的邻域。
[0012]禁忌表长度处于预制棒沉积设备数量和预制棒烧结设备数量较小值的0.9至1倍之间，记作L∈[0.9min(M, N), min(M, N)]；邻居选择策略为：在邻域的所有动作中，选择适应度最小的排产计划作为当前解；藐视准则为：当邻域中存在动作使得新的排产计划S
’
的适应度小于当前最优解的排产计划时，在禁忌表中删除该动作并执行，同时将该排产计划作为新的当前解和当前最优解；停止规则为：迭代次数超过预设阈值或当前解的排产计划干扰总和为0。
[0013]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度系统，其布设于包括M台预制棒沉积设备、以及N台预制棒烧结设备的光纤预制棒沉积车间的调度控制设备，包括计划获取模块、以排产模块；
所述计划获取模块，用于获取当前的生产计划、以及过程测试棒的投放计划，绘制表征由于预制棒沉积工序和预制棒烧结工序需要顺序进行导致预制棒沉积设备和预制棒烧结设备需要等待机时的干扰图H，提供给所述排产模块；所述排产模块，基于启发式学习模型，根据所述干扰图，以排产计划干扰总和作为适应度，以适应度最小为优化目标优化将过程测试棒的投放计划加入到当前的生产计划中获得的排产计划，并输出；所述排产计划的干扰总和为所述排产计划中存在相互干扰的设备对的总数量。
[0014]优选地，所述光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度系统，其所述当前的生产计划，包括所述M台预制棒沉积设备i、以及N台预制棒烧结设备j的在当前生产计划持续时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其特征在于，应用于包括M台预制棒沉积设备、以及N台预制棒烧结设备的光纤预制棒沉积车间，包括以下步骤：（1）根据当前的生产计划、以及过程测试棒的投放计划，绘制表征由于预制棒沉积工序和预制棒烧结工序需要顺序进行导致预制棒沉积设备和预制棒烧结设备需要等待机时的干扰图H；（2）采用启发式学习，根据步骤（1）获得的干扰图，以排产计划干扰总和作为适应度，以适应度最小为优化目标优化将过程测试棒的投放计划加入到当前的生产计划中获得的排产计划；所述排产计划的干扰总和为所述排产计划中存在相互干扰的设备对的总数量。2.如权利要求1所述的光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其特征在于，所述当前的生产计划，包括所述M台预制棒沉积设备i、以及N台预制棒烧结设备j的在当前生产计划持续时间内的空闲状态；所述过程测试棒的投放计划，包括需要投放的过程测试棒数量K。3.如权利要求1所述的光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其特征在于，所述干扰图H以所有M台预制棒沉积设备以及N台预制棒烧结设备为顶点，以投放过程测试棒导致相互干扰的预制棒沉积设备i以及预制棒烧结设备j的关联为边。4.如权利要求3所述的光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其特征在于，所述干扰图H={M+N，V，E}；其中：M+N为顶点个数，即预制棒沉积设备以及预制棒烧结设备的数量总和；V为设备集合，包括两个子集：VI为预制棒沉积设备集合，V
i
为预制棒沉积设备则有V
i
∈VI；VJ为预制棒烧结设备集合，V
j
为预制棒烧结设备则有V
j
∈VJ；E为干扰图的边，包括一对生产过程测试棒由于预制棒沉积设备和预制棒烧结设备相互等待机时导致干扰的预制棒沉积设备和预制棒烧结设备对；对于设备对(V
i, V
j
)，当利用预制棒沉积设备V
i
最近的空闲机时生产过程测试棒，当产出完成后等待预制棒烧结设备V
j
能用于生产过程测试棒的空闲机时的等待时长小于预设阈值时，则判断所述设备对(V
i, V
j
)之间无干扰，即E(V
i, V
j
)=0；否则判断所述设备对(V
i, V
j
)之间存在干扰，即E(V
i, V
j
)=1。5.如权利要求1所述的光纤预制棒沉积车间过程测试棒投放调度方法，其特征在于，步骤（2）采用禁忌搜索算法优化将过程测试棒的投放计划加入到当前的生产计划中获得的排产计划；其：评价函数为适应度，即排产计划干扰总和。对于排产计划S，其干扰总和按照如下方法计算：f(S)=∑E(V
i, V
j
), (V
i, V
j
)∈κ其中，κ为用于生产K个过程测试棒的设备对集合。排产计划S，对于每一个过程测试棒，分配一对包括预制棒沉积设备和预制棒烧结设备的设备对(V
i, V
j
)，用于生产K个过程测试棒的设备对组成设备对集合κ；领域移动的动作为：选择至少一对设备对进行预制棒沉积设备或预制棒烧结设备重新匹配，形成新的设备对集合κ
’
以及新的排产计划S
’
，当前排产计划的所有动作构成当前排产计划的邻域；禁忌表长度处于预制棒沉积设备数量和预制棒烧结设备数量较小值的0.9至1倍之间，记作L∈[0.9min(M, N), min(M, N)]；
邻居选择策略为：在邻域的所有动作中，选择适应度最小的排产计划作为当前解；藐视准则为：当邻域中存在动作使得新的排产计划S
’
的适应度小于当前最优解的排产计划时，在禁忌表中删除该动作并执行，同时将该排产计划作为新的当前解和当前最优解；停止规则为：迭代次数超过预设阈值或当前解的排产计划干扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，柳祥，陶永敏，何幼林，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：