中国机械工程第17卷增刊2006年8月 关系。 Maintain进行排程时,将停工列表里的停工时段 1.4.2设音资罩皇约 视为已经排程完毕的虚拟目标任务,占用设备的 用W=[w1,w2,…wn](n≥1)表示同型号该段工作时间。一般,目标任务只能在虚拟目标任 设备或可进行相同加工任务的设备组。设备需要务之外的工作时间进行排程。需要注意的是,在条 定的人工操作或管理,而在生产中有明确的组件许可的情况下,某些设备可实现无人值守加工, 织架构,因此将设备纳入组织架构中(图6)这样对于这类设备,在状态为 Sleep的停工时段内仍 在多部门协作时可区分各设备,使调度平台能够然可能继续工作 进行有效监控。 根据停工时段对不同特点设备的影响将设备 cNC-】 资源进行分类,以满足排程算法对解决实际问题 的兼容性。例如,对于数控机宋(CNC)、数控电火 花放电机(EDM)等,一般人工只需对机器编好程 序后即可高开,完全可以实现无人值守加工,因 Dept. 2 此,邸箧工人下班,机器依然有可能在进行加工。 但对于普通车床,其加工过程需要人工全程操控, 只要操作工人下班,加工就必须中断。当然,这种 加工也有其优势,那就是当有新任务到达需要优 Wacs-I-a 先加工时,可先中断当前加工任务来完成新任务 等待完成新任务后继续前面中断任务的加工。 Dept 2 基于此,将设备资源分为三类:①不可中断 EDM-1- 可切人(CNC、EDM等);②不可中断、不可切人 (与①类相似,但需要人工值守);③可中断 图6设备组织架构与协作 (普通车床、铣床等)。其中,“不可中断”是指加工 当发生多目标资源竞争时,多目标相对于同 一设备类资源是一种“多对一”的关系根据协作可继续,而无法中断当前任务优先进行新任务加 范围的不同同一设备类资源的多寡也是变动的。工;“可切入”是指加工任务在非停工时段开始后 所以根据协作的变动范围以函数W()来表示协即使遇到停工时段仍可继续进行直到目标任务完 作范围内某类设备资源的加工能力其中h表示成,但在停工时段无G 该范围内的设备资源数量例如图6中,若协作范法自动开始新任务; 围为 Factory1内部,则Wcc(h)=Wc(n);若 不可切人”是指加工 协作范围为 Factory1与 Factory2,则Wcc(h) 任务在非停工时段开 Wcwc(n+k)。 始后遇到停工时段无 欠义5对应于某调度时间段内的目标链法继续。第二类设备(a)不可中断可切人 (W1(hy),W22),…,Ww,h,)、达成时间区间链时又是“不可中断’ Gdn=(G1,C2,…,G),有设备资源链Wm=资源是“不可切入”同 Achi=(a1,a2,…,an)和间隔时间链Ln 因此必须移去部分停 (L1,L2…,L)。当x个目标链在某时间区间a内工时段,即安排工人 发生交又使用相同设备资源W(h)时,若h大于加班值守任务加工; 等于交又目标数x时竞争尚不存在,而当h小于对于“可中断”类设备(b)不可中断不可切入 甚至远小于x时就形成资源竞争约束。 资源,则无“可切入”G 1.4.3工时与设音澴分龔 或“不可切人”。 设备资源需要人工操控,另外,发生故障时也 图7所示是加工 必须暂停工作,因此需要设置设备日历供排程参任务在三类设备资源 a: +a=a 考。为简化系统模型,日历只标出设备停工时段。上与停工时段关系的 另外为了简化算法,以虚拟目标任务Gv来表示一甘特图描述。在第 (c)可中断 个停工时段任务状态一般为S!ep,若是机器故类设备中,加工任务图7加工任务在三类设备上 障或维护等无法加工的停工则其状态为 与傅工时段的关系 164 201994-2009ChinaaCademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net中国机械工 程第 卷增刊 年 月 关系 。 设备资报免争约来 用 , , … , 表示 同型号 设备或可进行 相 同加工 任务 的设 备组 。 设 备需要 一定的人工操作或管理 , 而 在生产 中有 明确 的组 织架构 , 因此将设备纳人组织 架构 中 图 。 这样 在 多部 门协作时可 区 分各设 备 , 使调 度平 台能够 进行有效监控 。 改卜 卜 俄 , 一 一 川卜 卜 心 一 一 一 、 圈 设 备组织架构与协作 当发生 多 目标资源竞争时 , 多 目标相对 于 同 一设备类资源是一种 “ 多对一 ” 的关 系 。 根 据协作 范围的不 同 , 同一设备类资源 的多寡也是变动的 。 所 以根据协作的变动范 围以 函数 来表示 协 作范围内某类设备资源 的加工 能力 , 其 中 表示 该范围内的设备资源数量 。 例如图 中 , 若协作范 围为 内部 , 则 若 协作范围为 与 , 则 ‘ 毗 。 定义 对应 于 某 调 度 时 间 段 内的 目标链 ‘ 。 , , , … , 。 , 有设备资源 链 , , … , , , 、 达 成时 间 区 间链 。‘ 。。 , , … , , 和 间 隔 时 间 链 。、。。 , , … , 。 。 当 个 目标链在某 时间 区间 内 发生交叉 使用 相同设 备资源 时 , 若 大于 等于交 叉 目标 数 时竞争 尚不 存在 , 而 当 小 于 甚 至远 小 于 时就形 成资源 竞争约束 。 停工 时段匀伙备资派分类 设备资源需要人 工操控 , 另外 , 发生 故障时也 必须暂停工作 , 因此 需要 设 置 设 备 日历 供排程 参 考 。 为 简化 系统模型 , 日历 只标 出设 备停工 时段 。 另外 为 了简化算法 , 以虚拟 目标任务 来表示一 个停 工 时段 。 任务状 态 一 般 为 , 若 是 机 器 故 障 或 维 护 等 无 法 加 工 的 停 工 则 其 状 态 为 · 。 进行排程时 , 将停工 列表里 的停工 时段 视为已经排程完毕的虚拟 目标任务 , 占用设 备的 该段工作时间 。 一般 , 目标任务 只能在虚拟 目标任 务之外的工作时间进行排程 。 需要注意的是 , 在条 件许可 的情况下 , 某些设备可实现无人值守加工 , 对于这类设备 , 在 状态 为 的停工 时段 内仍 然可能继续工作 。 根据停工 时段对不 同特点设备的影响将设备 资源进行分类 , 以 满足排程算法 对解决实际 问题 的兼容性 。 例如 , 对 于数控机 床 、 数控电火 花放电机 等 , 一般人工 只需对机器编好程 序后 即可 离开 , 完全 可 以实现 无 人 值守加工 , 因 此 , 即使工 人 下 班 , 机 器依然有 可能在进行加工 。 但对于普通 车床 , 其加工过程需要人工全程操控 , 只要操作工人 下 班 , 加工 就 必须 中断 。 当然 , 这 种 加工 也有其优势 , 那就是 当有新任务到达 需要 优 先加工 时 , 可先 中断当前加工任务来完成新任务 , 等待完成新任务后 继续前面 中断任务 的加工 。 基于此 , 将设备资源 分 为三类 ① 不 可 中断 、 可切人 、 等 ② 不 可 中断 、 不 可 切 人 与 ① 类 相 似 , 但 需 要 人 工 值 守 ③ 可 中 断 普通车床 、 铣床等 。 其中 , “ 不 可 中断 ” 是指加工 任务一旦 开始则新到加工任务必须等待其完成方 可继续 , 而无 法 中断当前任务优先进行新任务加 工 “ 可切人 ” 是指加工 任务在非停工 时段 开 始后 即使遇到停工 时段仍可继续进行直到 目标任务完 成 , 但 在 停 工 时 段 无 法 自动 开 始 新 任 务 “ 不 可切人 ” 是指 加 工 任务在非停工 时段 开 始后 遇 到停 工 时段 无 法 继 续 。 第 二 类 设 备 资源是 “ 不 可 切 人 ” 同 时 又 是 “ 不 可 中 断 ” , 因此 必 须移去 部分停 工 时 段 , 即 安 排 工 人 加班 值 守 任 务 加 工 对 于 “ 可 中断 ” 类 设 备 资源 , 则 无 “ 可 切 人 ” 或 “ 不可切人 ” 。 图 所 示 是 加 工 任务 在三 类设 备 资源 上 与停工 时 段 关 系 的 甘 特 图 描 述 。 在 第 一 不可 中断 , 可 切人 不 可 中断 , 不 可 切人 ‘一 ‘ , 类 设 备 中 , 加 工 任 务 图 可 中断 加 工 任务在三 类设 备上 与停工 时段的关 系