多产线车间的分布式调度方法、系统和介质

本公开涉及车间生产调度，尤其涉及一种多产线车间的分布式调度方法、系统和介质。

背景技术：

1、在制造业中，降低企业制造成本、提高生产效率的关键问题之一是车间调度问题。传统的调度问题是研究单一车间的调度问题，对单一车间内所有任务进行调度。而现实制造场景中，单一车间内存在多个产线即多产线车间，不同产线分别对应不同的产品类型或生产工艺类型，产线由相应的产线设备构成，而产线之外还存在一些车间级的公共设备，不同产线可能具有不同的生产方式特点和调度优化目标，使得调度问题变得更加复杂。生产过程中，产品工序同时涉及车间公共设备和产线内设备，如何兼顾各产线和车间的调度优化成为一个难题。

2、调度问题是一种np-hard问题，其解空间随着问题规模和纬度按幂指函数增长；现有的集中式调度方法需要大量的计算资源，特别是在车间规模较大或具有多种复杂工艺类型的情况下，可能导致计算收敛过于缓慢，以至于在有限时间内得不到可接受的调度方案。

3、此外，当车间生产环境发生变化时，传统的集中式调度方法无法快速适应新的需求，车间环境和需求经常发生变化，例如任务的到达时间、优先级的变化以及设备的故障等。集中式调度方法很难在动态环境下做出及时的调整，导致生产效率下降。因此，多产线车间如何进行高效、可靠的作业调度的问题亟待解决。

技术实现思路

1、本公开提供一种多产线车间的分布式调度方法、系统和介质，以解决相关技术的不足。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种多产线车间的分布式调度方法，所述方法包括：

3、获取产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列；

4、在产线前工序调度阶段，对产线前公共工序序列进行调度，得到产线前工序调度结果；所述产线前工序调度结果包括设备占用时间结果和产线前工序完工时间；

5、在产线工序调度阶段，根据所述产线前工序完工时间分别对产线工序序列进行调度，得到产线工序调度结果；所述产线工序调度结果包括产线工序完工时间；

6、在产线后工序调度阶段，根据所述产线工序完工时间和所述设备占用时间结果对产线后公共工序序列进行调度，得到产线后工序调度结果；

7、合并所述产线前工序调度结果、产线工序调度结果和产线后工序调度结果，得到全工序调度结果。

8、可选地，获取产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列，包括：

9、获取加工任务序列；

10、将所述加工任务序列中各个任务划分为各产线内的产线作业调度子任务和车间级的公共作业调度子任务；各个产线作业调度子任务包括各自需要调度的专属设备集；所述公共作业调度子任务包括需要调度的公共设备集；

11、根据加工设备类型对各加工任务的工序序列进行划分，得到产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列；所述加工设备类型指设备为专属设备或公共设备。

12、可选地，对产线前公共工序序列进行调度，得到产线前工序调度结果，包括：

13、获取车间调度优化算法；

14、利用车间调度优化算法根据车间调度优化目标对产线前公共工序序列以及需要调度的公共设备集进行调度优化，得到产线前工序调度结果；所述产线前工序调度结果包括所述公共设备集的各个公共设备的设备时间轴的时间占用；

15、响应于获取所述产线前工序调度结果，根据各加工任务在产线前工序调度阶段的完工时间更新加工任务在产线工序调度阶段的最早可开始时间，以及更新公共设备集中的各个加工设备的时间轴状态。

16、可选地，根据所述产线前工序完工时间分别对产线工序序列进行调度，得到产线工序调度结果，包括：

17、分别获取各个产线工序序列的最早可开始时间；

18、获取各个产线的产线调度优化算法；

19、根据所述各个产线工序序列的最早可开始时间和各产线的优化目标利用各产线的产线调度优化算法对该产线工序序列的加工时间和加工设备进行调度优化，得到产线工序调度结果；所述产线工序调度结果包括产线工序完工时间；

20、响应于获取到产线工序调度结果，根据产线工序调度结果的产线工序完工时间更新加工任务在产线后工序调度阶段的最早可开始时间。

21、可选地，根据所述产线工序完工时间和所述设备占用时间结果对产线后公共工序序列进行调度，得到产线后工序调度结果，包括：

22、获取公共设备集更新后的时间轴状态，得到各个设备的设备占用时间结果；

23、获取产线后工序调度阶段的最早可开始时间；

24、基于所述设备占用时间结果和所述最早可开始时间，利用车间优化算法根据车间调度优化目标对工序时间和设备选择进行调度优化，得到产线工序调度结果。

25、根据本公开实施例的第二方面，提供一种多产线车间的分布式调度系统，所述系统包括计划排程系统、车间代理和多个产线代理；所述计划排程系统分别与车间代理和各个产线代理通信；

26、所述计划排程系统，用于获取产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列；

27、所述车间代理，用于在产线前工序调度阶段，对产线前公共工序序列进行调度，得到产线前工序调度结果；所述产线前工序调度结果包括设备占用时间结果和产线前工序完工时间；

28、所述多个产线代理，用于在产线工序调度阶段，根据所述产线前工序完工时间分别对产线工序序列进行调度，得到产线工序调度结果；所述产线工序调度结果包括产线工序完工时间；

29、所述车间代理，还用于在产线后工序调度阶段，根据所述产线工序完工时间和所述设备占用时间结果对产线后公共工序序列进行调度，得到产线后工序调度结果；

30、所述计划排程系统，还用于合并所述产线前工序调度结果、产线工序调度结果和产线后工序调度结果，得到全工序调度结果。

31、可选地，所述计划排程系统获取产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列，包括：

32、获取加工任务序列；

33、将所述加工任务序列中各个任务划分为各产线内的产线作业调度子任务和车间级的公共作业调度子任务；各个产线作业调度子任务包括各自需要调度的专属设备集；所述公共作业调度子任务包括需要调度的公共设备集；

34、根据加工设备类型对各加工任务的工序序列进行划分，得到产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列；所述加工设备类型指设备为专属设备或公共设备。

35、可选地，所述车间代理对产线前公共工序序列进行调度，得到产线前工序调度结果，包括：

36、获取车间调度优化算法；

37、利用车间调度优化算法根据车间调度优化目标对产线前公共工序序列以及需要调度的公共设备集进行调度优化，得到产线前工序调度结果；所述产线前工序调度结果包括所述公共设备集的各个公共设备的设备时间轴的时间占用；

38、响应于获取所述产线前工序调度结果，根据各加工任务在产线前工序调度阶段的完工时间更新加工任务在产线工序调度阶段的最早可开始时间，以及更新公共设备集中的各个加工设备的时间轴状态。

39、可选地，所述多个产线代理根据所述产线前工序完工时间分别对产线工序序列进行调度，得到产线工序调度结果，包括：

40、分别获取各个产线工序序列的最早可开始时间；

41、获取各个产线的产线调度优化算法；

42、根据所述各个产线工序序列的最早可开始时间和各产线的优化目标利用各产线的产线调度优化算法对该产线工序序列的加工时间和加工设备进行调度优化，得到产线工序调度结果；所述产线工序调度结果包括产线工序完工时间；

43、响应于获取到产线工序调度结果，根据产线工序调度结果的产线工序完工时间更新加工任务在产线后工序调度阶段的最早可开始时间。

44、可选地，所述车间代理根据所述产线工序完工时间和所述设备占用时间结果对产线后公共工序序列进行调度，得到产线后工序调度结果，包括：

45、获取公共设备集更新后的时间轴状态，得到各个设备的设备占用时间结果；

46、获取产线后工序调度阶段的最早可开始时间；

47、基于所述设备占用时间结果和所述最早可开始时间，利用车间优化算法根据车间调度优化目标对工序时间和设备选择进行调度优化，得到产线工序调度结果。

48、根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的可执行的计算机程序由处理器执行时，能够实现如第一方面任一项所述的方法。

49、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

50、由上述实施例可知，本公开实施例提供的方案可以获取产线前工序序列、产线工序序列和产线后工序序列；然后，在产线前工序调度阶段，对产线前公共工序序列进行调度，得到产线前工序调度结果；所述产线前工序调度结果包括设备占用时间结果和产线前工序完工时间；之后，在产线工序调度阶段，根据所述产线前工序完工时间分别对产线工序序列进行调度，得到产线工序调度结果；所述产线工序调度结果包括产线工序完工时间；再者，在产线后工序调度阶段，根据所述产线工序完工时间和所述设备占用时间结果对产线后公共工序序列进行调度，得到产线后工序调度结果；最后，合并所述产线前工序调度结果、产线工序调度结果和产线后工序调度结果，得到全工序调度结果。这样，本实施例可以将车间调度任务进行拆分为规模更小的若干个产线调度子任务和非产线工序的车间级调度子任务得到产线前后工序序列以及产线工序序列，然后对各个子任务分别调度，能够兼顾各产线和车间的调度优化目标，实现全局的优化调度，同时大大降低任务调度复杂度，能够提高大规模任务调度的优化效率，并快速地应对生产环境的变化。

51、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。