【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于装配作业车间任务调度，尤其涉及一种离散制造生产与分布式能源的调度方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、装备制造业普遍采用离散式生产模式，其产品具有多品种、小批量、结构复杂规模大、任务网络层级多等特点，最终产品可逐级分解为部件、组件、零件等，装配任务通过产品的装配工艺相关联，上层的一个节点对应下层任务网络，同一网络内任务间存在紧前紧后约束关系。在制造过程中，通过确定装配任务顺序以合理配置生产资源，对实现更高经济效益和客户满意度至关重要。
3、在分时电价政策和绿色经济背景下，制造企业逐步开始部署分布式发电系统(distributed energy resources,ders)和工业储能系统(energy storage systems,ess)。将装备制造业多层级任务网络生产调度与能源调度相整合，能够实现在最小化完成时间基础上有效降低电力支出成本，是实现更高经济效益和客户满意度的有效方式，包括：确定工序层任务的加工工位、确定各任务的起止时间、确定每个工位执行工序层任务的顺序和起止时间，以及各时段的供能方式决策，即生产调度方案和协同供电方案。
4、目前对于基于分布式能源系统并考虑分时电价约束的生产与能源调度研究已经取得了初步的成果，现有技术采用如下方案：基于车间调度问题进行建模，同时考虑到此问题为np-hard问题，广泛采用启发式算法求解策略；其存在的缺陷是：在分时电价下，考虑ders和ess的离散装备制造生产和
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种离散制造生产与分布式能源的调度方法及系统，基于分布式能源系统，考虑多层级装配任务的上下层级约束和紧前紧后约束，考虑工位与工序层任务的匹配关系约束，考虑分时电网约束和分布式能源系统的能力约束，以最小化装配完工时间成本和电力支出成本为目标，求得装备制造业离散生产的多层级装配任务网络的最优生产与能源调度方案。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种离散制造生产与分布式能源的调度方法。
4、一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，包括：
5、依据装备订单产品的装配任务流程，从订单产品层开始逐级分级装配任务，通过将装配任务串并联的方式构建多层级装配任务网络；
6、根据多层级装配任务网络中装配任务与装配工艺的关联关系，明确多层级装配任务的层级关系和紧前紧后关系，构建多层级装配任务的层级约束和紧前紧后约束；
7、获取工位的单位时间功耗以及在各时段的工作状态，构建工位与工序层任务的匹配关系约束；
8、获取电网、ders及ess在各个时段的单位成本以及供电能力，构建分布式能源系统的能力约束；
9、基于上述约束和分时电价，以最小化装配完工时间成本和电力支出成本为目标，求解得到全局最优的生产调度方案和协同供电方案，作为最优的离散制造生产与分布式能源调度方案。
10、进一步的，所述多层级装配任务网络，包括自上而下的产品订单层、多级任务层和工序任务层；
11、由订单产品的装配特性决定，装配任务通过串并联方式组合为任务网络单元，所有任务网路单元构成订单产品总体的多层级装配任务网络。
12、进一步的，所述明确多层级装配任务的层级关系和紧前紧后关系，具体为：
13、明确上层任务节点对应的下层装配任务网络，明确上下层级间任务的对应关系，明确同一网络内任务间的紧前紧后关系；
14、根据上下层级和同层级间的任务关系，明确每项任务的紧前紧后任务，明确对应的上层任务节点和下层任务网络，明确工序层任务，明确工序层任务所对应的可选工作中心。
15、进一步的，所述构建工位与工序层任务的匹配关系约束，具体为：
16、将多层级装配任务网络的每项工序层任务按顺序分配给可选工作中心的并行工位，基于工位的单位时间功耗以及在各时段的工作状态，构建工位与工序层任务的匹配关系约束。
17、进一步的，所述分布式能源系统的能力约束，由电力公司针对工业用电定价决定，由部署的分布式发电系统和工业储能系统的设备参数确定。
18、进一步的，所述求解，基于粒子群算法与禁忌搜索算法结合的混合算法，采用多级粒子编码表示同层任务及不同层级任务之间的包含关系，在解码过程中，采用工位选择策略为可排程任务挑选可最早进行加工装配或能耗最低的工位，采用供能选择策略确定能源调度方案。
19、进一步的，所述生产调度方案和协同供电方案，包括将工序层任务分配给相应工位、不同层级任务的开始时间和结束时间、工位设备在每一时段的供能方式及供能数量以及各时段的供能方式决策、ders的发电决策和ess的充放电决策。
20、本专利技术第二方面提供了一种离散制造生产与分布式能源的调度系统。
21、一种离散制造生产与分布式能源的调度系统，包括任务网络构建模块、任务约束构建模块、工位约束构建模块、电力约束构建模块和调度方案求解模块：
22、任务网络构建模块，被配置为：依据装备订单产品的装配任务流程，从订单产品层开始逐级分级装配任务，通过将装配任务串并联的方式构建多层级装配任务网络；
23、任务约束构建模块，被配置为：根据多层级装配任务网络中装配任务与装配工艺的关联关系，明确多层级装配任务的层级关系和紧前紧后关系，构建多层级装配任务的层级约束和紧前紧后约束；
24、工位约束构建模块，被配置为：获取工位的单位时间功耗以及在各时段的工作状态，构建工位与工序层任务的匹配关系约束；
25、电力约束构建模块，被配置为：获取电网、ders及ess在各个时段的单位成本以及供电能力，构建分布式能源系统的能力约束；
26、调度方案求解模块，被配置为：基于上述约束和分时电价，以最小化装配完工时间成本和电力支出成本为目标，求解得到全局最优的生产调度方案和协同供电方案，作为最优的离散制造生产与分布式能源调度方案。
27、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法中的步骤。
28、本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法中的步骤。
29、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
30、本专利技术通过对多层级装配任务网络的分析和对电网、ders和ess供电成本及供电能力的分析后，提出了多层级装配任务本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述多层级装配任务网络，包括自上而下的产品订单层、多级任务层和工序任务层；
3.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述明确多层级装配任务的层级关系和紧前紧后关系，具体为：
4.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述构建工位与工序层任务的匹配关系约束，具体为：
5.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述分布式能源系统的能力约束，由电力公司针对工业用电定价决定，由部署的分布式发电系统和工业储能系统的设备参数确定。
6.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述求解，基于粒子群算法与禁忌搜索算法结合的混合算法，采用多级粒子编码表示同层任务及不同层级任务之间的包含关系，在解码过程中，采用工位选择策略为可排程任务挑选可最早进行加工装配或能耗最低的工位，采用供
7.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述生产调度方案和协同供电方案，包括将工序层任务分配给相应工位、不同层级任务的开始时间和结束时间、工位设备在每一时段的供能方式及供能数量以及各时段的供能方式决策、DERs的发电决策和ESS的充放电决策。
8.一种离散制造生产与分布式能源的调度系统，其特征在于，包括任务网络构建模块、任务约束构建模块、工位约束构建模块、电力约束构建模块和调度方案求解模块：
9.一种电子设备，其特征是，包括：
10.一种存储介质，其特征是，非暂时性地存储计算机可读指令，其中，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述多层级装配任务网络，包括自上而下的产品订单层、多级任务层和工序任务层；
3.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述明确多层级装配任务的层级关系和紧前紧后关系，具体为：
4.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述构建工位与工序层任务的匹配关系约束，具体为：
5.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述分布式能源系统的能力约束，由电力公司针对工业用电定价决定，由部署的分布式发电系统和工业储能系统的设备参数确定。
6.如权利要求1所述的一种离散制造生产与分布式能源的调度方法，其特征在于，所述求解，基于粒子群算法与禁忌搜索算法结合的混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：于国栋，许泰毓，陈云龙，刘思佳，曾祥花，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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