面向MCP混流制造的实时自适应调度机制及其调度算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61473093
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    85.0万
  • 负责人：
    王美林
  • 依托单位：
    广东工业大学
  • 学科分类：
    F0302.控制系统与应用
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

MCP (Mass-customization Production) is becoming a leading edge in the manufacturing trend of servitization and specialization. The HFS (Hybrid Flowshop Scheduling), which is always adopted by MCP, is characterized by large scale, complicated and dynamic process, independent and hierarchical decision-making system. In order to handle these challenges, this project mainly studies adaptive scheduling methodologies driven by real-time information, including the system modeling, control mechanism, and optimization algorithm. Firstly, ROPN (Resource-oriented Petri Nets) modeling technology is studied to model and analyze the HFS system in order to decompose its complexity. Additionally, a mechanism is established to model its hierarchical decision-making tree. Secondly, an online adaptive scheduling framework based on interacting-between-plan-and- execution is proposed. To execute the adaptive scheduling in the decision-making tree, the mechanisms of node modeling, triggering and interaction are all studied. Thirdly, for the distributed decision-making unit in the tree, an adaptive optimization algorithm based on ATC (Analytical Target Cascading) is carried out. Finally, tools and systems for adaptive scheduling are developed to simulate and verify the correctness of this study. This project will enrich and develop the mechanisms, theories and methods for real-time adaptive scheduling in shop-floor, and provide the theoretical basis to realize manufacturing agility for MCP enterprises.
大批量定制生产（MCP）目前是服务化、专业化制造潮流下的发展方向，但MCP普遍采用的混流制造（HFS）存在规模大分布广、过程复杂动态、决策体系层级但单元自主等关键问题。本项目针对这些问题，研究实时信息驱动的动态自适应调度的系统建模、控制机制和优化算法。首先，采用ROPN建模技术对HFS的资源需求进行建模和数学分析，以降低和分解复杂度，进一步针对该ROPN模型研究层级决策体系的构建机制。其次，构建一个基于计划与执行交互的调度执行框架，基于此框架研究在层级决策体系中进行实时自适应调整的节点建模机制、触发机制和交互机制。第三，针对层级决策体系中的分布式自主决策单元，采用基于分析目标层解(ATC)的分布式协调算法进行自适应优化求解。最后，设计实现支撑该研究的使能工具集和自适应调度仿真系统，验证所提出的模型、机制和算法的正确性。本项目将丰富和发展MCP企业HFS生产车间实时调度机制、理论和方法。

结项摘要

大批量定制生产（MCP）普遍采用的混流制造（HFS）是珠三角制造企业普遍采用的制造模式，存在规模大分布广、过程复杂动态、决策体系复杂等关键问题。本项目针对这些问题，主要开展了基于实时信息驱动的动态自适应调度的系统建模、控制机制和优化算法的研究。在MCP混流制造系统建模方面，采用基于ROPN的混流制造系统的建模及决策机制，提出了一套采用ROPN方式对混流制造过程模型进行压缩建模的MPN模型。在调度控制机制方面，建立了一系列基于MfgSync的制造同步优化方法和一套基于横向同步HSync和纵向同步VSync的自适应调度机制和优化方法的实时自适应调度框架和控制机制。在优化算法方面，提出了一个基于ATC的决策模型解决产业集群企业的多阶段资源配置问题，提出了一套的基于分解模型的ALC方法和一套主控式ALC协调方法解决制造系统自适应协调优化问题。同时针对制造企业过程数据的的沉淀，提出了基于大数据的分析方法，为本项目优化方法提供了重要的研究扩展。在项目支持下，本课题组完成论文17篇，SCI/EI收录12篇；参加学术会议7次；申请发明专利5项，软件著作权2项；培养博士后1名、博士2名、硕士6名。本项目的研究成果，为中国制造2025提出的智能制造目标提供了重要的理论成果和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（7）
专利数量（5）
“互联网+”时代的出租车资源配置建模与分析
  • DOI：
    10.16002/j.cnki.10090312.2016.01.006
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    东莞理工学院学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    聂笃宪;林健英;林奕敏;邓丽霞
  • 通讯作者：
    邓丽霞
制造物联网车间层复杂RFID事件重构及处理机制研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    信息通信
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邱英尤
  • 通讯作者：
    邱英尤
复杂系统优化的主控式增广拉格朗日协调方法
  • DOI：
    10.13196/j.cims.2017.02.022
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    计算机集成制造系统
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    聂笃宪;屈挺;王美林;张婷;黄国全
  • 通讯作者：
    黄国全
Synchronisation for smart factory - towards IoT-enabled mechanisms
智能工厂同步 - 迈向物联网支持机制
  • DOI：
    10.1080/0951192x.2017.1407445
  • 发表时间：
    2017-11
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Lin Peng;Li Ming;Kong Xiangtianru;Chen Jian;Huang George Q.;Wang Meilin
  • 通讯作者：
    Wang Meilin
Optimal configuration of assembly supply chains based on Hybrid augmented Lagrangian coordination in an industrial cluster
产业集群中基于混合增强拉格朗日协调的装配供应链优化配置
  • DOI：
    10.1016/j.cie.2017.03.003
  • 发表时间：
    2017-10-01
  • 期刊：
    COMPUTERS & INDUSTRIAL ENGINEERING
  • 影响因子：
    7.9
  • 作者：
    Qu, T.;Nie, D. X.;Huang, George Q.
  • 通讯作者：
    Huang, George Q.

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其他文献

环境因素与七个GWAS发现的基因多态与中国人群胃癌及癌前病变的关系研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    cancer medicine
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    戴曙光;王美林;曾红梅;赵晓航
  • 通讯作者：
    赵晓航
膜联蛋白A51 C／T基因多态性与煤工尘肺易感性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中华劳动卫生职业病杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王婷;王莎莎;侯志国;吉晓明;宋志方;贾晓民;王美林;倪春辉
  • 通讯作者：
    倪春辉
结直肠癌组织定量RT-PCR分析中内参基因的选择
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    南京医科大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黎书炜;杜牧龙;金经;储海燕;朱陵君;张正东;王美林
  • 通讯作者：
    王美林
一种新的T波交替量化评估联合算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国生物医学工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    万相奎;谢富兰;王美林
  • 通讯作者：
    王美林
XPG Asp1104His基因多态性与中国人口结直肠癌易感性的关系
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中华结直肠疾病电子杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杜海娜;朱陵君;杜牧龙;王美林;束永前
  • 通讯作者：
    束永前

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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