本技术公开一种多视角迁移学习的柔性作业车间主动容错调度方法,实时采集车间中各设备的时序数据,预处理进行数据清洗和标准化;通过基于梯度惩罚的加权条件生成对抗网络的工业数据插补模型,对缺失或异常的设备状态数据进行预测和填补,实现采集数据补全;并利用该模型对未来系统的状态进行数据预测;利用基于无迹变换的任务迁移模块,结合故障分析技术识别潜在问题;利用状态计算模块,根据插补后的完整时序数据,计算出智能体在环境状态空间中的具体状态;建立柔性作业车间动态调度模型,并基于多视角增强的深度强化学习调度模块,根据当前生产环境的状态特征进行动作选择,生成调度方案。本发明能够提升柔性生产环境中的调度效率和容错能力。
背景技术
随着先进制造技术的不断进步,制造业逐渐向服务型制造转型,车间生产任务呈现出小批量、定制化的特点。在此背景下,传统的大批量订单逐渐减少,个性化订单的到达时间和数量则变得更加随机且难以预测。在这种生产订单数量和时间均难以预估的动态环境中,企业的关注重点也随之发生变化,从以往单纯注重整体完工时间,转向更为复杂的生产管理目标,诸如确保产品按期交付、提高工厂设备的综合利用效率等多重指标。随着个性化、定制化产品需求的增加,企业需要更加灵活且响应迅速的调度系统。因此,如何在动态环境下,综合考虑多重生产目标并制定调度策略,已成为智能工厂领域的关键问题之一。
在动态车间调度中,数据缺失是常见的挑战,尤其当传感器由于故障或其他原因未能及时提供数据时,调度系统的决策受到影响。在智能工厂中,生产环境的不确定性和动态变化为调度方法带来了严峻的挑战。调度系统不仅需要实时收集和处理各种生产数据,还必须对设备状态、任务进度等关键信息进行持续收集,以便根据生产环境的变化实时调整调度策略;尤其是在生产条件或任务订单发生变化时,调度方法需要具备高度的灵活性,能够迅速响应这些变化,从而避免因调整不及时而导致的效率下降甚至是停工现象。在动态调度过程中,调度系统需要在响应速度和决策准确性之间找到适当的平衡点;单纯依赖实时数据进行决策,在传感器故障或数据缺失时,将会导致系统无法准确感知设备状态,从而影响对生产环境急剧变化的及时响应。
实现思路