车间动态调度的研究方法

Posted 2023-02-05 码丽莲梦露

今年六月份做的一份关于车间动态调度的简单概要，放于此，保存记录之！

1 常见生产扰动因素 

2 现有研究方式

 动态调度需达到的三个方面的要求：

（1）动态事件快速响应  （2）保持生产的稳定性（3）保证调度质量的鲁棒性

 2.1 鲁棒前摄式调度

[1]刘琳. 动态不确定环境下生产调度算法研究[D].上海交通大学博士学位论文,2007.

特点：在经典的性能指标上，引入了两种特殊指标——鲁棒性和稳定性

鲁棒调度方法在应用中的三个关键要素：

（1）利用情形规划方法描述数据的不确定性

（2）选择合理的鲁棒指标

（3）建立鲁棒调度的优化模型

车间调度中包含三种鲁棒指标：

（1）绝对鲁棒指标:

（2）偏差鲁棒指标:

（3）相对鲁棒指标:

案例：

 2.2 预-反应/重调度

 

 2.3 完全反应调度

2.4 几种方法的应用场景

2.4.1 鲁棒调度

         常用于存在范围的扰动或者干扰源可以准确地以概率形式描述地调度环境中。

2.4.2 预-反应调度

        常用于动态事件发生不频繁、不确定性程度低地生产环境中。

2.4.3 在线调度

        适用于各种车间场景，可以很好的响应车间的各种动态事件，但很难得到一个接近全局的调度方案。

2.5 几种研究方法的不足

（1）鲁棒调度方法虽然可以保持较好的鲁棒性，但是以牺牲反应能力作为代价，此外，鲁棒调度几乎不考虑。

（2）预反应调度方法将复杂的调度问题分解为一系列静态调度问题,利用静态调度技术使每个子问题得到最优解决，但很难保证全局的优化效果，而且由于需要频繁的更新调度计划，所以稳定性较差。

（3）关于在线启发式算法的研究还很薄弱，只能针对特殊结构的调度问题设计在线启发式算法，对实际制造车间调度的问题来说难度大。

（4）已开发的调度规则不能保证在任何情形下都可以很好的优化，需要根据具体问题设计特定的调度规则，但人工设计的调度规则存在时间和经验上的不足。

3 基于DRL的动态调度方法

 3.1 思路一

 3.2 思路二

 3.3 思路三

 3.4 使用基于DRL的方法面临的挑战

  （1）状态、动作、奖励函数难以设计

  （2）强化学习算法效率较低

  （3）模型落地泛化能力弱

  （4）模型可解释性差