莱芜职业技术学院付丽娟获国家专利权
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龙图腾网获悉莱芜职业技术学院申请的专利一种智能制造系统动态调度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120471406B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510968753.X,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种智能制造系统动态调度方法是由付丽娟;卜范骞;宋健;高慧;田欣设计研发完成,并于2025-07-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种智能制造系统动态调度方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种智能制造系统动态调度方法,具体涉及智能调度技术领域;通过融合任务切换干扰指数与目标函数偏移指数的调度性能评估机制,利用多项式回归模型实现调度健康性评分预测,精准识别调度性能异常;在异常情况下,系统可根据不同指标来源动态调整调度目标函数结构和算法扰动参数,有效增强跳出局部最优的能力,提升全局优化效果;通过闭环式的调度执行与反馈机制,显著提升了调度系统的鲁棒性、自适应性与执行可行性,保障高优任务及时完成并提升整体生产效率。
本发明授权一种智能制造系统动态调度方法在权利要求书中公布了:1.一种智能制造系统动态调度方法,其特征在于:包括: 采集制造系统中的实时状态数据和任务信息; 对任务切换频繁导致的资源扰动程度进行分析后生成任务切换干扰指数,以及对当前调度结果与理论全局最优之间的动态偏差程度进行分析后生成目标函数偏移指数; 其中,任务切换干扰指数的生成方法为:对每个资源r∈R,R表示参与当前调度过程的所有资源组成的集合,设定固定长度的滑动时间窗口W,单位时间间隔为Δt;将资源在窗口内的任务执行序列记录为:;其中表示资源在第i个时间片执行的任务编号,n表示总时间片;对序列进行遍历,记录相邻任务是否发生变化:;其中,累积切换次数;计算综合切换强度,表达式为:;其中,表示任务与任务之间在任务切换过程中的任务切换强度,通过对工艺切换等级、物料更换复杂度及设备调整时间进行加权求和计算得到,定义资源扰动权重,计算单资源的切换干扰指数,表达式为:;其中是窗口中的最大扰动权重,为单资源的切换干扰指数;汇总所有资源的干扰指数,形成整体的任务切换干扰指数; 目标函数偏移指数的生成方法为:设定调度系统的优化目标为m个,定义;其中:x表示一个调度解;表示第i个目标函数的值;构建参考Pareto前沿集,表达式为:;z为目标函数的总数;计算当前解与Pareto前沿的最小距离,对于当前调度解,其目标函数值为,计算其到Pareto前沿集中每个点的距离:;式中,表示欧几里得距离;取最小距离作为偏移距离;对偏移距离进行归一化后得到目标函数偏移指数,表达式为:;其中:为参考距离上限; 将所述任务切换干扰指数和目标函数偏移指数输入至预先构建的调度性能异常预测模型中,模型的输出为调度健康性评分值; 比对所述调度健康性评分值与预设阈值,若调度健康性评分值低于预设阈值,判定调度存在性能异常; 对于调度性能异常情况,动态选择对应的调度优化策略,包括根据任务切换干扰指数判断是否在调度目标函数中引入任务切换惩罚项,以及根据目标函数偏移指数调整调度算法中的扰动参数; 具体包括:针对任务切换干扰指数TSDD的优化策略,包括:在调度优化过程中,修改目标函数,引入任务切换惩罚项作为额外优化目标;优化后的目标函数表示为:;式中,为原调度目标函数;TSDD当前系统计算得到的任务切换干扰指数;α为惩罚权重系数,,其中为TSDD的参考阈值,为调整系数; 针对目标函数偏移指数OFDR的优化策略,包括:调整模拟退火算法中的温度衰减因子,表达式为:;若OFDR大于其参考阈值,则增大退火过程初期扰动:;为当前温度参数,λ为温度衰减因子,表示默认衰减率,为调整系数,为OFDR的参考阈值; 调整遗传算法中的变异概率,表达式为:;表示当前变异概率,为默认变异概率;为调整系数; 当OFDR大于其参考阈值时,自动提高变异概率,增强搜索跳出局部最优的能力;当OFDR小于其参考阈值时,变异概率逐步回落; 执行优化后的调度算法,输出最终调度方案,并将调度结果发送至制造执行系统以供生产任务执行。
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