面向物联制造的作业车间同步调度研究

基本信息
批准号:51705250
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:陈剑
学科分类:
依托单位:南京航空航天大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐志涛,许钢焱,刘笑,安云飞,张璟,王思雨
关键词:
同步物联制造系统主动调度计划调度
结项摘要

In Internet of things (IoT)-enabled manufacturing systems, manufacturing resources and tasks are converted to intelligent agents that can make distributed decisions with real time captured data. Aiming to such great changes, this project proposes a new operational mode named as synchronized scheduling with the idea of leader agent being followed by subordinate agents. Three key research problems of synchronized scheduling in a job shop environment, i.e., synchronized scheduling modelling, system characteristics analysis, mechanism design are fully studied. We first investigate dynamic multi-attribute leader agent identification method. Based on identified leader agent, we propose a bi-level programming model for synchronized manufacturing. Then the characteristics of interactions among agents as well as the system dynamics are correspondingly analyzed in detail. Finally, we propose an incentive compatible mechanism to motivate subordinate agents to follow the leader agents. Besides, a cooperative game among agents are built and a core profit allocation scheme is presented. The proposed synchronized scheduling mode focuses on the decisions of leader agent rather than all agents, which simplifies the complexity of interactions and decisions of the whole system. The new mode is a great breakthrough of how to schedule numerous agents in IoT-enabled manufacturing systems, which can also be adopted for other intelligent manufacturing systems.

物联制造呈现出制造要素智能化、决策离散化、信息实时化等新特征,针对物联制造作业车间海量智能体调度问题,项目提出同步调度解决方案,提炼同步调度模型构建、特性分析、机制设计三个关键研究内容。提出动态多属性同步主体识别方法、构建面向主体的双层规划同步调度模型;揭示机器、工件等智能体交互行为,分析同步调度系统动力学特性;建立激励相容机制驱使智能体与同步主体进行自主同步,提出合作机制促使智能体进行相互合作。同步调度关注同步主体,使其他智能体与同步主体同步,简化了智能体交互和决策过程,降低了调度的复杂度,是解决物联制造海量智能体调度和控制的一种创新方法,为探索新型智能制造模式提供重要的理论依据。

项目摘要

针对物联制造系统调度问题,本项目研究了同步调度模型、机制和性能。提出了一个考虑生产和出货自私性的双层规划同步调度模型,以生产为主出货为从,设计了一个双层模拟退火算法,实现了生产与出货的同步运作。考虑异地资源运输成本和离散服务窗口,构建了一个考虑资源异地、离散的云服务调度混合整数规划模型,实现了异地云服务协同分配。提出一种基于VCG拍卖的智能车间主动调度机制,设计了两种基于知识驱动的估值函数,赋予工件智能体对排序的逻辑推理和估值能力,机器智能体根据最大化社会效益进行工件选择,实现智能车间高度自治的智能化运作。基于合作博弈思想,提出一种新型的云服务调度用户合作机制,让每个参与合作的用户都能受益,并且不愿脱离合作的联盟,实现制造资源的有效配置。提出了一种漂移瓶颈驱动的TOC启发式算法,通过识别动态瓶颈,确定动态的产品优先级进行资源分配,充分挖掘瓶颈的生产能力,非瓶颈跟瓶颈进行同步,实现产品组合配置优化。提出了一个数据驱动的产线生产能力评估方法,将复杂生产过程分解到工序,构建工序级工时预测模型,基于数据挖掘工序工时模型参数,实现产线生产能力智能评估。实验结果验证了所提方案的有效性,并对重要影响参数进行了敏感性分析。项目所提的同步调度模型、机制、性能分析方法能够有效提升生产效率、降低生产成本、提高交货准时率,为实现制造系统的自主、高效、智能运作提供理论和方法支撑。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
3

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
4

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
5

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018

陈剑的其他基金

批准号:69004008
批准年份:1990
资助金额:2.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773885
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:61433013
批准年份:2014
资助金额:365.00
项目类别:重点项目
批准号:51208149
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61503364
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69374021
批准年份:1993
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:61401392
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51478146
批准年份:2014
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:81401821
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50575063
批准年份:2005
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:40901005
批准年份:2009
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573058
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81071758
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:11226303
批准年份:2012
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:11501106
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61301159
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801338
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69674037
批准年份:1996
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:20906056
批准年份:2009
资助金额:9.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70071015
批准年份:2000
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:20676131
批准年份:2006
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:41571012
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:71463019
批准年份:2014
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30872808
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30070219
批准年份:2000
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:81001406
批准年份:2010
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600028
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71232007
批准年份:2012
资助金额:252.00
项目类别:重点项目
批准号:61402096
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901784
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21102058
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

物联制造系统的主动调度研究

批准号:51275421
批准年份:2012
负责人:王军强
学科分类:E0510
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
2

面向离散制造系统的集成式工艺规划与车间调度问题研究

批准号:51375004
批准年份:2013
负责人:李新宇
学科分类:E0510
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
3

柔性作业车间调度问题的高效混合算法研究

批准号:61262011
批准年份:2012
负责人:尹爱华
学科分类:F0201
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
4

不确定环境下柔性作业车间多目标调度研究

批准号:51705260
批准年份:2017
负责人:王玉芳
学科分类:E0510
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目