基于DNC的车间自适应生产排序系统.pdf

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1、基于DNC的车l司自适应生产排序系统口王荣口陈进江南大学机械工程学院江苏无锡214122摘要：采用自适应控制的思想，设计了一个闭环控制系统。整个系统由预测器、最优控制器、DNC采集器和参数修正器组成。系统创新性地与DNC数据采集技术结合，解决了由于工时定额与实际值误差较大引起的生产排序问题。最后给出应用仿真实例．证明该系统的正确性与可行性。关键词：极大极小代数法生产排序DNC宏输出语句仿真自适应控制中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1000—4998(2010)10—0064—04在当今的制造领域，调度问题是一个关键问题，

2、如1系统建模何有效地解决制造企业生产调度问题是现代企业管理研究的重要问题，也是计算机应用领域面临的难题之整个系统由4部分组成：预测器、最优控制器、一0DNC采集器及参数修正器。系统的输入信息包括：初始为了解决不同的调度问题，人们尝试使用各种调排产方案S-u、初始加【时间矩阵T∞、每个任务的工度方法，如李树刚等人利用神经网络和启发式分派规艺路线矩阵g、每个任务的交货期及每个任务的权则设计了一种Job—shop的实时调度算法⋯；蓝炳伟利用重∞；系统的输出量则是根据参数T不断调整的最优遗传算法实现车间调度[21；鞠全勇等人提出基于混合遗排产方案

3、。整个自适应控制系统是一种闭环自校正传算法的动态车间调度系统l；张宇等人提出基于多代系统，系统的控制原理如图1所示。理结构的Job—shop动态调度系统；郭勇辉提出基于预测器以极大极小代数法为基础，根据任务序列鼓一缓冲器一绳子理论的整合式生产作业控制系统S、工艺路线R和T加：[时间，可以推算出该任务序列等。的完成时间y；最优控制器以实际完成期与交货期的以往关于车间调度的研究大多都是基于算法，如误差最小为目标，利用模拟退火优化算法寻找该任务遗传算法(GeneticAlgorithm，GA)、LR等，而这序列的最优排产方案s，同时借助预测器给

4、出该最优些算法的实现通常是被限定在一系列理想条件下进排产方案的预计完成时间；DNC采集器利用数控系行，以简化调度问题。但是在实际生产计划和调度中，统的宏输出指令采集各任务的实际加工工时T，并将往往会出现很多意外，如设备故障、人员请假、加工过其反馈到参数修正器中；参数修正器则根据反馈来的程出现不合格品、紧急插单、任务的工时定额与实际值实际加工工时不断地修正212时定额，从而产生各种任误差较大等问题，因此很难对生产过程作出切实的安务在各道工序中的加工工时T，并将其传到预测器中；排。针对这一问题，本文提出一种基于DNC的车间自如此循环执行，不断

5、得到最优的排产方案。以下根适应生产排序系统。该系统利用DNC联网技术，不断据分离原则分别讨论各个模块的工作原理和结构。采集真实的加工工时，渐进式地减少工时定额与实际2预测器值的误差，进而产生新的优化排产方案，实现对车间生产任务的动态排产，解决了由于工时定额与实际值误预测器采用极大极小代数建模方法来推算在一定差较大引起的生产排序问题。的排产方案下各个任务的完成时间。该算法的有关变量包括：工艺路线矩阵见任务顺序矩阵s，设备一任务加工时间矩阵状态变量及输出变量I，，这些变量的行标i均为任务编号，列标．为设备编号，其中状态变量表示在一个计划展望期

6、的加工中，设备列_f壬务i加工活动的最早开始时间；而输出变量l，则表示在一个计划展望期的加工中，设备对任务i加工活动的完成时问。收稿日期：2010~F5月2010／10机械制造48卷第554期极大极小代数算法中的状态变量的取值有以下4DNC采集器4种变迁情况：1)设备已经加工完最近的任务，同时任务也被主要任务是通过建立起来的DNC信息采集系统，上一道工序加工完毕，此时：采集到各任务各工序的实际加工工时，进而将其反馈』=max{，+J，xi，J一+t，}(1)到参数修正器中，下面分两步介绍。2)没备没有加工完最近应该加工的任务，同时4．1建

7、立DNc系统任务i也没有被上一道工序加工完毕，此时：DNC是DifeetNumericalControl的简称，即直接氙，=max{+。。，+。。}=+。。(2)数字控制，是将若干台数控设备直接连接在一台计算3)设备加工完最近的任务，同时任务i也没有机上，由中央计算机负责数控程序的处理和传送。目前被上一道工序加工完毕，此时：DNC系统的数控联网方案主要有以下3种”。。：，，=[flaX{+￡J，一∞}：+。。(3)①采用现场总线；②采用串口转换器；③采用协议4)设备没有加工完最近应该加工的任务，同时转换联网方案。任务i已经被其上一道工序加

8、工完毕，此时：在本文的研究过程中，笔者采用第三种方案，利用，=1Il,iX{一∞，Xi—J+t)=Xi，j+ti，(4)串口设备联网服务器成功地实现了数控机床与DNC其中表示第号设备在第i个任