CN112198846A - 一种用于流水线作业的自适应调度***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于流水线作业的自适应调度***及方法，主控端设置有任务调度服务器，流水线调度模块，数据库；受控端设置有判断模块，自调整模块，数据采集模块，分配模块，阈值模块；任务调度服务器用于作业任务的分配，数据库用于存储流水线作业任务，零件状态数据，流水线作业任务量；流水线调度模块用于根据总作业任务量及流水线最大作业任务量调整流水线的启动数量；判断模块用于判断当前流水线作业任务量是否超过流水线最大作业任务量；自调整模块用于将超出的作业任务返还至任务调度服务器；数据采集模块用于采集流水线当前作业任务量；分配模块用于分配各流水线作业任务需求的零件；阈值模块用于调整流水线的最大作业任务量。
Description
技术领域
本发明涉及自适应调度技术领域，更具体的说是涉及一种用于流水线作业的自适应调度***及方法。
背景技术
目前，制造***生产流水线一般由传输机构和加工机床组成。而传输机构通常采用滚筒线、倍速线、皮带线、阻挡机构等传统物流机构，运输时物品沿着同一个方向进行，需要停止时，阻挡气缸升起将物品停止。这种传输方式对于单一的固定工艺流程的物品是比较适用的，但是对于种类比较多、尺寸差别较大、工艺路线不确定且需要反向流转的物品往往力不从心，不能按照要求实现柔性加工及柔性搬运。且加工时需要有专业的操作人员在现场通过更改现场指令进行操作，数据统计也需要由人工进行抄录提取，从而使得在更换加工物品或工艺路线时比较繁琐，且容易出错。在工厂生产调度管控方面，主要研究生产调度和可靠性分析问题。国内外学者提出多代理***、整子制造***等模型，可实现分散控制。现有研究表明，传统的多代理***对多目标算法的动态支持不足，调度策略的制定缺乏全局性，而整子制造***虽然具备快速适应环境变化的能力，但是离实际应用还有一定的距离。
因此，如何提供一种用于流水线作业的自适应调度***及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于流水线作业的自适应调度***及方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于流水线作业的自适应调度***，包括：主控端与受控端；所述主控端设置有任务调度服务器，流水线调度模块，数据库；所述受控端设置有判断模块，自调整模块，数据采集模块，分配模块，阈值模块；所述任务调度服务器用于作业任务的分配，所述数据库用于存储流水线作业任务，零件状态数据，流水线作业任务量，所述流水线调度模块用于根据总作业任务量及流水线最大作业任务量调整流水线的启动数量；所述判断模块用于判断当前流水线作业任务量是否超过流水线最大作业任务量，所述自调整模块用于将超出的作业任务返还至所述任务调度服务器，所述数据采集模块用于采集流水线当前作业任务量，所述分配模块用于分配各流水线作业任务需求的零件，所述阈值模块用于调整流水线的最大作业任务量；所述移动终端(3)与所述主控端(1)连接，所述移动终端(3)用于查看***运行状态和输入调整参数。
优选的，所述主控端与所述受控端心跳连接，确认所述受控端正常工作。
优选的，所述任务调度服务器的分配模式为依据作业任务量平均分配。
优选的，零件状态数据包括：零件的表面粗糙度、材质、尺寸、形状中的一种或者几种的组合。
优选的，所述移动终端还用于添加作业任务，干预作业任务的分配，修改所述阈值模块中的阈值，调整流水线开启数量，以及显示流水线工作状态。
一种用于流水线作业的自适应调度方法，包括以下步骤：
S1、所述任务调度服务器(11)从数据库(13)中获取作业任务，根据作业任务量进行分配，分配完成后将分配数据发送至所述受控端(2)；
S2、所述流水线调度模块(12)根据总作业任务量T及流水线最大作业任务量Tim，计算最适流水线开启数n，其中n≥T/Tim，并将控制信号发送至受控端(2)；
S3、所述分配模块(24)接收到各流水线的作业任务后，依据各流水线对零件的需求，按照零件状态Pj＝(Rj,Mj,Sj,Fj)将零件分配至各流水线中；分配方法如下：
fmax(Rj,Mj,Sj,Fj):＝ft(x)
fmax(x)获得零件当前需要加工工序的函数，ft(x)获得当前可加工某道工序的流水线编号，通过程序赋值完成任务分配。
S4、数据采集模块(23)实时采集当前流水线的当前作业任务量Ti，并将当前作业任务量Ti发送至所述判断模块(21)；
S5、所述判断模块(21)从所述阈值模块(25)中调取流水线最大作业任务量Tim，与接收到的当前流水线的当前作业任务量Ti进行对比，若当前作业任务量Ti不小于流水线最大作业任务量Tim，则进行步骤S6，若当前作业任务量Ti小于流水线最大作业任务量Tim，则进行步骤S7；
S6、所述判断模块(21)发送当前流水线作业任务量过大信号至所述自调整模块(22)，所述自调整模块(22)将超出的作业任务返还至所述任务调度服务器(21)；
S7、所述判断模块(21)发送当前流水线作业任务量不足的信号至所述自调整模块(22)，所述自调整模块(22)将空余作业任务量Tk发送至任务调度服务器(11)，等待分配新的作业任务。
优选的，当所述任务调度服务器中的作业任务量持续增长时，所述流水线调度模块发送开启流水线信号至所述受控端开启新的流水线。
优选的，所述作业任务量持续增长为当前作业任务净增长量大于前一次作业任务净增长量且出现次数大于三次。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于流水线作业的自适应调度***及方法，通过任务调度服务器实现任务的自分配，通过流水线多度模块实现流水线开启数量的控制，通过数据采集模块采集流水线工作量，通过判断模块判断流水线工作量，通过自调整模块对流水线工作量进行调整与反馈，通过分配模块依据流水线工作需求，按照零件状态进行分配，实现了流水线作业的自适应调整。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的结构示意图；
图2附图为本发明提供的流程示意图；
图3附图为本发明提供的零件分配至各流水线流程示意图；
图4附图为本发明提供的流水线调度流程示意图；
图5附图为本发明提供的任务判断及自调整流程示意图；
图6附图为本发明提供的任务分配流程示意图；
其中，1为主控端，2为受控端，3为移动终端；
11为任务调度服务器，12为流水线调度模块，12为数据库；
21为判断模块，22为自调整模块，23为数据采集模块，24为分配模块，25为阈值模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种用于流水线作业的自适应调度***，包括：主控端1与受控端2；主控端1设置有任务调度服务器11，流水线调度模块12，数据库12；受控端设置有判断模块21，自调整模块22，数据采集模块23，分配模块24，阈值模块25；
任务调度服务器11用于作业任务的分配，数据库13用于存储流水线作业任务，零件状态数据，流水线作业任务量，流水线调度模块12用于根据总作业任务量及流水线最大作业任务量调整流水线的启动数量；
判断模块21用于判断当前流水线作业任务量是否超过流水线最大作业任务量，自调整模块22用于将超出的作业任务返还至任务调度服务器，数据采集模块23用于采集流水线当前作业任务量，分配模块24用于分配各流水线作业任务需求的零件，阈值模块25用于调整流水线的最大作业任务量；
所述移动终端(3)与所述主控端(1)连接，所述移动终端(3)用于查看***运行状态和输入调整参数。
为进一步优化上述技术方案，主控端1与受控端2心跳连接，确认受控端2正常工作。
为进一步优化上述技术方案，任务调度服务11器的分配模式为依据作业任务量平均分配。
为进一步优化上述技术方案，零件状态数据包括：零件的表面粗糙度、材质、尺寸、形状中的一种或者几种的组合。
为进一步优化上述技术方案，移动终端3还用于添加作业任务，干预作业任务的分配，修改阈值模块中的阈值，调整流水线开启数量，以及显示流水线工作状态。
一种用于流水线作业的自适应调度方法，包括以下步骤：
S1、所述任务调度服务器(11)从数据库(13)中获取作业任务，根据作业任务量进行分配，分配完成后将分配数据发送至所述受控端(2)；
S2、所述流水线调度模块(12)根据总作业任务量T及流水线最大作业任务量Tim，计算最适流水线开启数n，其中n≥T/Tim，并将控制信号发送至受控端(2)；
S3、所述分配模块(24)接收到各流水线的作业任务后，依据各流水线对零件的需求，按照零件状态Pj＝(Rj,Mj,Sj,Fj)将零件分配至各流水线中；分配方法如下：
fmax(Rj,Mj,Sj,Fj):＝ft(x)
fmax(x)获得零件当前需要加工工序的函数，ft(x)获得当前可加工某道工序的流水线编号，通过程序赋值完成任务分配。
S4、数据采集模块(23)实时采集当前流水线的当前作业任务量Ti，并将当前作业任务量Ti发送至所述判断模块(21)；
S5、所述判断模块(21)从所述阈值模块(25)中调取流水线最大作业任务量Tim，与接收到的当前流水线的当前作业任务量Ti进行对比，若当前作业任务量Ti不小于流水线最大作业任务量Tim，则进行步骤S6，若当前作业任务量Ti小于流水线最大作业任务量Tim，则进行步骤S7；
S6、所述判断模块(21)发送当前流水线作业任务量过大信号至所述自调整模块(22)，所述自调整模块(22)将超出的作业任务返还至所述任务调度服务器(21)；
S7、所述判断模块(21)发送当前流水线作业任务量不足的信号至所述自调整模块(22)，所述自调整模块(22)将空余作业任务量Tk发送至任务调度服务器(11)，等待分配新的作业任务。
为进一步优化上述技术方案，当任务调度服务器11中的作业任务量持续增长时，流水线调度12模块发送开启流水线信号至受控端2开启新的流水线。
为进一步优化上述技术方案，作业任务量持续增长为当前作业任务净增长量大于前一次作业任务净增长量且出现次数大于三次。
实施例
作业人员将作业任务输入至数据库中，开启***，任务调度服务器从数据库中获取作业任务，流水线调度模块获取总作业任务量，并计算最适流水线开启数，反馈至任务调度服务器，任务调度服务器依此分配任务至各开启的流水线中，流水线调度模块发送开启信号至受控端，受控端开启流水线，分配模块获取所在流水线的作业任务，依据作业任务中对零件的需求，按照零件状态将零件分配到该条流水线中。
数据采集模块实时采集所在流水线的作业任务量，采集后将该流水线的作业任务量发送至判断模块，判断模块从阈值中调取设定好的流水线最大作业任务量，与接收到的流水线的作业任务量做对比，若流水线的作业任务量大于流水线的最大作业任务量，则发送当前流水线任务量过大信号至自调整模块，自调整模块将超出的作业任务提取并返还至任务调度服务器，任务调度服务器进行再分配；若当前流水线的作业任务量小于流水线最大作业任务量，则发送当前流水线作业任务量不足的信号至自调整模块，自调整模块计算出空余作业任务量，发送至任务调度服务器，等待分配新的任务。
当任务调度服务器中累积的作业任务过多时，流水线调度模块计算作业任务量并发送开启信号至受控端，开启新的流水线，若工作人员不想开启新的流水线缓解任务调度服务器压力，则可以通过移动终端调整阈值模块中的流水线最大作业任务量，将任务调度服务器中积累的作业任务分配出去；
工作人员还可以通过移动终端人工开启或关闭流水线，手动分配作业任务至流水线中，以及调整作业任务的优先级。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种用于流水线作业的自适应调度***，其特征在于，包括：主控端(1)、受控端(2)和移动终端(3)；
所述主控端(1)设置有任务调度服务器(11)，流水线调度模块(12)，数据库(13)；
所述受控端(2)设置有判断模块(21)，自调整模块(22)，数据采集模块(23)，分配模块(24)，阈值模块(25)；
所述任务调度服务器(11)用于作业任务的分配，所述数据库(13)用于存储流水线作业任务，零件状态数据，流水线作业任务量，所述流水线调度模块(12)用于根据总作业任务量及流水线最大作业任务量调整流水线的启动数量；
所述判断模块(21)用于判断当前流水线作业任务量是否超过流水线最大作业任务量，所述自调整模块(22)用于将超出的作业任务返还至所述任务调度服务器(11)，所述数据采集模块(23)用于采集流水线当前作业任务量，所述分配模块(24)用于分配各流水线作业任务需求的零件，所述阈值模块(25)用于调整流水线的最大作业任务量；
所述移动终端(3)与所述主控端(1)连接，所述移动终端(3)用于查看***运行状态和输入调整参数。
2.根据权利要求1所述的一种用于流水线作业的自适应调度***，其特征在于，所述主控端(1)与所述受控端(2)心跳连接，确认所述受控端(2)正常工作。
3.根据权利要求1所述的一种用于流水线作业的自适应调度***，其特征在于，所述任务调度服务器(11)的分配模式为依据作业任务量平均分配。
4.根据权利要求1所述的一种用于流水线作业的自适应调度***，其特征在于，零件状态数据包括：零件的表面粗糙度、材质、尺寸、形状中的一种或者几种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种用于流水线作业的自适应调度***，其特征在于，所述移动终端还用于添加作业任务，干预作业任务的分配，修改所述阈值模块中的最大作业任务量，调整流水线开启数量，以及显示流水线工作状态。
6.一种使用权利要求1-5任一项所述的一种用于流水线作业的自适应调度***的用于流水线作业的自适应调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、所述任务调度服务器(11)从数据库(13)中获取作业任务，根据作业任务量进行分配，分配完成后将分配数据发送至所述受控端(2)；
S2、所述流水线调度模块(12)根据总作业任务量T及流水线最大作业任务量Tim，计算最适流水线开启数n，其中n≥T/Tim，并将控制信号发送至受控端(2)；
S3、所述分配模块(24)接收到各流水线的作业任务后，依据各流水线对零件的需求，按照零件状态Pj＝(Rj,Mj,Sj,Fj)将零件分配至各流水线中；分配方法如下：
fmax(Rj,Mj,Sj,Fj):＝ft(x)
fmax(x)获得零件当前需要加工工序的函数，ft(x)获得当前可加工某道工序的流水线编号，通过程序赋值完成任务分配。
S4、数据采集模块(23)实时采集当前流水线的当前作业任务量Ti，并将当前作业任务量Ti发送至所述判断模块(21)；
S5、所述判断模块(21)从所述阈值模块(25)中调取流水线最大作业任务量Tim，与接收到的当前流水线的当前作业任务量Ti进行对比，若当前作业任务量Ti不小于流水线最大作业任务量Tim，则进行步骤S6，若当前作业任务量Ti小于流水线最大作业任务量Tim，则进行步骤S7；
S6、所述判断模块(21)发送当前流水线作业任务量过大信号至所述自调整模块(22)，所述自调整模块(22)将超出的作业任务返还至所述任务调度服务器(21)；
S7、所述判断模块(21)发送当前流水线作业任务量不足的信号至所述自调整模块(22)，所述自调整模块(22)将空余作业任务量Tk发送至任务调度服务器(11)，等待分配新的作业任务。
7.根据权利要求6所述的一种用于流水线作业的自适应调度方法，其特征在于，当所述任务调度服务器(11)中的作业任务量持续增长时，所述流水线调度模块(12)发送开启流水线信号至所述受控端(2)开启新的流水线。
8.根据权利要求7所述的一种用于流水线作业的自适应调度方法，其特征在于，所述作业任务量持续增长为当前作业任务净增长量大于前一次作业任务净增长量且出现次数大于三次。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Baiyang Inventor after: Kang Yuyun Inventor after: Huo Dongyue Inventor after: Feng Guifang Inventor before: Kang Yuyun Inventor before: Feng Guifang Inventor before: Huo Dongyue Inventor before: Wang Baiyang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |