CN115826545A - 多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法及系统，包括：步骤S1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；步骤S2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺进行设备分配任务调度以及物流任务调度；步骤S3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；步骤S4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

Description

多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法及系统

技术领域

本发明涉及柔性多任务调度技术领域，具体地，涉及多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法及系统，更为具体地，涉及多品种小批量重型装备零部件成线机加工柔性制造调度与执行方法及系统。

背景技术

机加工车间是典型的多品种、小批量离散生产模式，生产管理过程中普遍存在以下管理难点：

1、工艺路线灵活，任务调度难度大：同一加工工序的机床可以有多台；

2、生产过程动态多变：分内外部因素，外部因素如订单需求量和订单交货期、新订单的插入、原材料短缺等；内部因素如工艺变更、机器故障等因素；

3、车间现场生产调整困难：由于动态多变的存在，以及车间内部生产过程在不断流动，难以实时掌握最新的动态信息，生产过程的动态调整十分困难。

4、换产困难：不同规格的产品需要换产时，需要停机人工调整设备参数，耗费加工时间，且容易出错。

基于以上机加工行业的痛点，在经过多轮市场调研，基于机床生产制造团队、电气控制团队、软件研发团队的综合讨论，提出模块化、成组和产线可重构的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，并将该方法开发为现场可执行的柔性制造调度与执行系统，该系统解决以下问题：

1、设备产能最大化：充分利用设备，最大化产线综合利用效率；

2、高度协同：界定控制层次，保证各自动化装备与业务的高度协同；

3、无停机换产：FMS柔性调度系统中可通过产品、工艺、NC等资源可视化调整，实现无停机换产；

4、混线生产：支持不同规格的产品同时在线制造。

专利文献CN111679637B（申请号：202010476027.3）公开了一种制造系统中柔性多任务调度方法，以任务的时间限制和质量限制为约束条件，以最小化总能耗及工作负载均衡为目标，建立双目标优化模型。分阶段首先对服务分配向量进行迭代处理，然后生成子任务顺序向量并进行迭代处理，最后针对服务分配向量和子任务顺序向量进行处理，在经过前两个阶段已经缩小的搜索空间中同时考虑服务分配和子任务顺序，以在质量和完成时间的约束下，权衡总能耗和工作负载均衡。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法及系统。

根据本发明提供的一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，包括：

步骤S1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；

步骤S2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺进行设备分配任务调度以及物流任务调度；

步骤S3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；

步骤S4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

优选地，所述配置的产品工艺是在柔性调度与执行系统中配置加工产品中每一个工序所需要的加工设备、加工设备中用来切削工件的刀具信息、加工设备中用来固定和夹紧工件的的托盘信息和夹具信息、物流设备、机床加工程序以及质检参数信息。

优选地，所述加工任务为将接收到的加工工单按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务。

优选地，所述步骤S2采用：

步骤S2.1：以加工设备利用率最大化为目标计算现有可分配任务所需要的加工设备，并将最匹配的任务预分配给相应的加工设备；

步骤S2.2：基于实时采集到的现场数据以最短运输路径为目标计算产线当前最优的物流任务。

优选地，所述步骤S2.1采用：

步骤S2.1.1：获得加工设备上可分配的任务列表，基于当前加工设备上可分配的任务列表形成优先加工任务列表和一般加工任务列表；

步骤S2.1.2：根据任务优先级分配相应的加工设备，当不存在优先级后，则计算每个任务的辅助时间，并将辅助时间最短的加工任务设为当前最匹配的任务分配给相应的加工设备。

优选地，所述步骤S2.2采用：

步骤S2.2.1：获得当前物流任务池，并基于物流优先级和先进先出原则获得最优先任务；

步骤S2.2.2：基于最优先任务，根据任务关联规则以及产线实时状态数据获取当前最优先任务的关联任务；

步骤S2.2.3：基于当前最优先任务以及当前最优先任务的关联任务，根据任务合并规则以及产线实时状态数据获取当前可合并任务；

步骤S2.2.4：基于当前关联任务以及可合并任务生成最终的执行任务；并将当前生成最终的执行任务分配给相应的物流设备，执行完毕后反馈并更新任务池数据；

所述任务关联规则是某一台设备上可以同时执行的任务为关联任务；

所述任务合并规则是当前装卸站上料任务的工件SN与关联任务中上料任务的工件SN匹配时为合并任务。

优选地，在工件加工过程中，对加工设备的执行状况和资源进行监控，当产线中某台设备、装卸站或缓存站发生异常时，则进行异常报警处理，并将当前有异常的设备、装卸站或缓存站进行离线处理，离线处理的设备、装卸站或缓存站不参与调度，不影响其他设备、装卸站或缓存站的正常运转。

根据本发明提供的一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统，包括：

模块M1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；

模块M2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺进行设备分配任务调度以及物流任务调度；

模块M3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；

模块M4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

优选地，所述配置的产品工艺是在柔性调度与执行系统中配置加工产品中每一个工序所需要的加工设备、加工设备中用来切削工件的刀具信息、加工设备中用来固定和夹紧工件的的托盘信息和夹具信息、物流设备、机床加工程序以及质检参数信息；

所述加工任务为将接收到的加工工单按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务。

优选地，所述模块M2采用：

模块M2.1：以加工设备利用率最大化为目标计算现有可分配任务所需要的加工设备，并将最匹配的任务预分配给相应的加工设备；

模块M2.2：基于实时采集到的现场数据以最短运输路径为目标计算产线当前最优的物流任务；

所述模块M2.1采用：

模块M2.1.1：获得加工设备上可分配的任务列表，基于当前加工设备上可分配的任务列表形成优先加工任务列表和一般加工任务列表；

模块M2.1.2：根据任务优先级分配相应的加工设备，当不存在优先级后，则计算每个任务的辅助时间，并将辅助时间最短的加工任务设为当前最匹配的任务分配给相应的加工设备；

所述模块M2.2采用：

模块M2.2.1：获得当前物流任务池，并基于物流优先级和先进先出原则获得最优先任务；

模块M2.2.2：基于最优先任务，根据任务关联规则以及产线实时状态数据获取当前最优先任务的关联任务；

模块M2.2.3：基于当前最优先任务以及当前最优先任务的关联任务，根据任务合并规则以及产线实时状态数据获取当前可合并任务；

模块M2.2.4：基于当前关联任务以及可合并任务生成最终的执行任务；并将当前生成最终的执行任务分配给相应的物流设备，执行完毕后反馈并更新任务池数据；

所述任务关联规则是某一台设备上可以同时执行的任务为关联任务；

所述任务合并规则是当前装卸站上料任务的工件SN与关联任务中上料任务的工件SN匹配时为合并任务。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过采用智能任务调度和物流调度的方式，解决自动化无法实现的最优执行和多品种小批量混线同时生产的问题，打破电气控制的局限性；每一台机床所需要的资源均由软件系统进行交互，传统的自动化控制系统逻辑控制时需要确定的指令才能完成生产过程的控制，而在柔性制造解决方案中，在物流运输任务时可以不指定起点或者终点，如机床任务分配后生成物料运输任务时，生成一条没有运输起点，运输终点为机床的物流调度任务，当该任务执行时，再依据产线状况计算出最优路径的起点位置，下发给自动化执行机构运行，达到了设备利用率最高的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为FMS工单任务调度逻辑示意图。

图2为FMS工单任务调度逻辑中计算得到最短辅助时间的任务的算法示意图。

图3为FMS物流任务调度与执行算法示意图。

图4为FMS核心数据流驱动的混线执行原理示意图。

图5为多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法流程图。

图6为多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

根据本发明提供的一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，如图1所示，包括：

步骤S1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；

步骤S2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺进行设备分配任务调度以及物流任务调度；

步骤S3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；

步骤S4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

具体地，所述配置的产品工艺是在柔性调度与执行系统中配置加工产品中每一个工序所需要的加工设备、加工设备中用来切削工件的刀具信息、加工设备中用来固定和夹紧工件的的托盘信息和夹具信息、物流设备、机床加工程序以及质检参数信息。

具体地，所述加工任务为将接收到的加工工单按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务。

具体地，所述步骤S2采用：

步骤S2.1：以加工设备利用率最大化为目标计算现有可分配任务所需要的加工设备，并将最匹配的任务预分配给相应的加工设备；

步骤S2.2：基于实时采集到的现场数据以最短运输路径为目标计算产线当前最优的物流任务。

具体地，所述步骤S2.1采用：

步骤S2.1.1：获得加工设备上可分配的任务列表，基于当前加工设备上可分配的任务列表形成优先加工任务列表和一般加工任务列表；

步骤S2.1.2：根据任务优先级分配相应的加工设备，当不存在优先级后，则计算每个任务的辅助时间，并将辅助时间最短的加工任务设为当前最匹配的任务分配给相应的加工设备。

具体地，所述步骤S2.2采用：

步骤S2.2.1：获得当前物流任务池，并基于物流优先级和先进先出原则获得最优先任务；

步骤S2.2.2：基于最优先任务，根据任务关联规则以及产线实时状态数据获取当前最优先任务的关联任务；

步骤S2.2.3：基于当前最优先任务以及当前最优先任务的关联任务，根据任务合并规则以及产线实时状态数据获取当前可合并任务；

步骤S2.2.4：基于当前关联任务以及可合并任务生成最终的执行任务；并将当前生成最终的执行任务分配给相应的物流设备，执行完毕后反馈并更新任务池数据；

所述任务关联规则是某一台设备上可以同时执行的任务为关联任务；

所述任务合并规则是当前装卸站上料任务的工件SN与关联任务中上料任务的工件SN匹配时为合并任务。

具体地，在工件加工过程中，对加工设备的执行状况和资源进行监控，当产线中某台设备、装卸站或缓存站发生异常时，则进行异常报警处理，并将当前有异常的设备、装卸站或缓存站进行离线处理，离线处理的设备、装卸站或缓存站不参与调度，不影响其他设备、装卸站或缓存站的正常运转。

根据本发明提供的一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统，包括：

模块M1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；

模块M2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺进行设备分配任务调度以及物流任务调度；

模块M3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；

模块M4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

具体地，所述配置的产品工艺是在柔性调度与执行系统中配置加工产品中每一个工序所需要的加工设备、加工设备中用来切削工件的刀具信息、加工设备中用来固定和夹紧工件的的托盘信息和夹具信息、物流设备、机床加工程序以及质检参数信息。

具体地，所述加工任务为将接收到的加工工单按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务。

具体地，所述模块M2采用：

模块M2.1：以加工设备利用率最大化为目标计算现有可分配任务所需要的加工设备，并将最匹配的任务预分配给相应的加工设备；

模块M2.2：基于实时采集到的现场数据以最短运输路径为目标计算产线当前最优的物流任务。

具体地，所述模块M2.1采用：

模块M2.1.1：获得加工设备上可分配的任务列表，基于当前加工设备上可分配的任务列表形成优先加工任务列表和一般加工任务列表；

模块M2.1.2：根据任务优先级分配相应的加工设备，当不存在优先级后，则计算每个任务的辅助时间，并将辅助时间最短的加工任务设为当前最匹配的任务分配给相应的加工设备。

具体地，所述模块M2.2采用：

模块M2.2.1：获得当前物流任务池，并基于物流优先级和先进先出原则获得最优先任务；

模块M2.2.2：基于最优先任务，根据任务关联规则以及产线实时状态数据获取当前最优先任务的关联任务；

模块M2.2.3：基于当前最优先任务以及当前最优先任务的关联任务，根据任务合并规则以及产线实时状态数据获取当前可合并任务；

模块M2.2.4：基于当前关联任务以及可合并任务生成最终的执行任务；并将当前生成最终的执行任务分配给相应的物流设备，执行完毕后反馈并更新任务池数据；

所述任务关联规则是某一台设备上可以同时执行的任务为关联任务；

所述任务合并规则是当前装卸站上料任务的工件SN与关联任务中上料任务的工件SN匹配时为合并任务。

具体地，在工件加工过程中，对加工设备的执行状况和资源进行监控，当产线中某台设备、装卸站或缓存站发生异常时，则进行异常报警处理，并将当前有异常的设备、装卸站或缓存站进行离线处理，离线处理的设备、装卸站或缓存站不参与调度，不影响其他设备、装卸站或缓存站的正常运转

实施例2

实施例2是实施例1的优选例

根据本发明提供的一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，如图4、5所示，包括：

步骤1、产品工艺配置。在柔性调度与执行系统中配置加工产品每一个工序所需要的设备、刀具、托盘、夹具、NC（机床加工程序）、质检参数信息；

其中，所述刀具、托盘、夹具均为加工工件所需要的资源，所述刀具是机加工行业加工机床用来切削工件的工具；所述托盘和夹具是用来在机床中固定和夹紧工件的工具；

步骤2、工单任务接收。从上层MES系统接收加工工单，并将加工任务按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务，加工任务数量=工单任务数量*工序数量。

步骤3、工件在装卸站扫描。将需要加工的工件进行扫描，获取工件的工单信息、SN（工件唯一序列号）信息，并校验该工件与系统中生产任务是否匹配，匹配则将该工件与托盘、夹具绑定并送入产线的缓存站，并将该工件的工单信息、工艺信息初始化给托盘。工件从装卸站上线时，需要通过扫描工件的RFID/二维码获取工件的序列号SN，FMS通过工件的SN对应到FMS系统中的所属的工单、工件的加工工艺参数，并将该参数与托盘绑定（初始化），在该工件运输到机床时，通过托盘号找到工件的初始化加工工艺参数并发送给机床，用于机床加工；

步骤4、产线状态实时数据采集。通过设备连接协议将产线设备的加工设备、物流设备、装卸站、缓存站、托盘、夹具、工件状态实时信息进行数据采集，作为工单任务预分配、物流运输任务预分配算法调度的依据。

步骤5、设备预分配任务调度、物流任务调度。

如图2所示，步骤5.1：设备预分配任务调度。以加工设备利用率最大化为目标，采用资源切换时间最短算法，计算现有可分配任务所需要的托盘、夹具、刀具、NC资源，将最匹配的任务与分配给机床。

如图3所示，步骤5.2：物流运输任务调度。

步骤5.2.1：物流任务调度对象：物流任务池，产线加工设备、缓存站、装卸站、物流运输设备的实时状态。产线运转过程中，会产生物流任务，主要包括空托盘运输任务、毛坯上料入线任务、毛坯送入机床任务、成品送出机床任务、成品下料出线任务等，各设备和装卸站在运转过程中会产生任务需求，产生的物流任务只有起点或者只有终点，任务将被送入物流任务池，作为物流任务调度对象。

步骤5.2.2：物流任务调度目标。物流任务调度以步骤4采集的产线的实时数据，作为物流任务调度的基础，以最短运输路径为目标，计算出产线当前最优的物流任务。

步骤5.2.3：物流任务调度算法。在有物流调度目标和调度依据的情况下，对物流任务池的物流任务进行关联和合并，关联任务是指双工位的物流运输设备可同时执行的两个物流任务，例如：某一台设备的机床上料任务A，与该机床下料任务任务B利用双工位的物流运输设备同时执行上料和下料，则任务A和任务B是关联任务；合并任务指的是在物流任务池中执行一次物流任务就可以完成物流任务池中2个物流任务，例如：如果装卸站有上料任务C，该任务的工件SN与上述关联任务的任务A匹配，则任务C与任务A为合并任务；整个过程中，物流任务只需要执行一趟，A、B、C三个任务都完成了；任务调度结果会产生有完整的起点和终点的任务。

步骤6、物流任务调度结果参数传输。物流任务调度的结果将通过设备连接协议（OPC UA/S7等设备通讯协议）发送到物流运输设备，物流运输接收到指令后自动运行。

步骤7、设备预分配任务调度结果参数传输。物流运输任务将设备需求的工件送入机床，送入完毕后，系统将依照预分配任务调度的结果将执行参数发送给机床。

步骤8、设备执行。物流运输设备、加工设备按照系统发送的参数执行。

步骤9、设备执行监控。在设备执行过程中，对设备的执行状况和资源进行监控，并对监控结果进行报警，包括设备异常监控、刀具寿命监控、加工质量监控等。

步骤10、加工结果反馈。工件加工完毕后，系统将对工单的信息进行更新。并进入下一个循环调度。

实施例3

实施例3是实施例1的优选例

根据本发明提供的一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统，如图6所示，包括：

整条柔性线由5层组成，分别是设备协议层、设备控制总线层、数据处理层、FMS调度层、可视化管理层，其中FMS柔性调度系统包括数据处理层、总控调度层、可视化管理层，各层的作用分别为：

设备协议层：控制各个设备及执行机构的控制单元，包括缓存站、装卸站、传感器、机加工设备、RGV物流设备，属于硬件设备。

设备控制总线层：通信总线负责数据的上下行，控制总线负责执行指令的下发与执行反馈，是硬件的总控系统，FMS与改系统进行交互。

数据处理层：负责数据的采集与执行命令、执行参数的下发以及外部系统的数据对接，数据采集包括各个执行单元的数据（包括RGV、RFID/二维码读取数据、缓存站数据等）、机床数据、AGV数据，命令下发包括工件加工工艺参数、物流任务的执行参数下发给设备总控系统。外部系统的数据对接包括第三方系统下发的加工任务以及加工任务完成后的信息反馈。

FMS调度层：总控调度层是整个FMS系统的调度大脑，主要由两大调度模块组成，工单任务调度模块和物流运输调度模块，工单任务调度模块负责调度各个机床的生产下一个加工任务的实时调整，物流运输调度模块负责调度RGV和AGV运输物料、托盘、夹具、刀具等，保证机床任务能够顺利执行。

可视化管理层：对产线的整体运行状况进行监控和操作。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，包括：

步骤S1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；

步骤S2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺以加工设备利用率最大化为目标进行设备分配任务调度以及物流任务调度；

步骤S3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；

步骤S4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

2.根据权利要求1所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，所述配置的产品工艺是在柔性调度与执行系统中配置加工产品中每一个工序所需要的加工设备、加工设备中用来切削工件的刀具信息、加工设备中用来固定和夹紧工件的托盘信息和夹具信息、物流设备、机床加工程序以及质检参数信息。

3.根据权利要求1所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，所述加工任务为将接收到的加工工单按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务。

4.根据权利要求1所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，所述步骤S2采用：

步骤S2.1：以加工设备利用率最大化为目标计算现有可分配任务所需要的加工设备，并将最匹配的任务预分配给相应的加工设备；

步骤S2.2：基于实时采集到的现场数据以最短运输路径以及设备利用率最大化为目标计算产线当前最优的物流任务。

5.根据权利要求4所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，所述步骤S2.1采用：

步骤S2.1.1：获得加工设备上可分配的任务列表，基于当前加工设备上可分配的任务列表形成优先加工任务列表和一般加工任务列表；

步骤S2.1.2：根据任务优先级分配相应的加工设备，当不存在优先级后，则计算每个任务的辅助时间，并将辅助时间最短的加工任务设为当前最匹配的任务分配给相应的加工设备；

所述辅助时间是对产线现状的实时数据进行实时计算和分析，基于包括刀具更换时间、托盘更换时间以及夹具更换时间计算得到。

6.根据权利要求4所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，所述步骤S2.2采用：

步骤S2.2.1：获得当前物流任务池，并基于物流优先级和先进先出原则获得最优先任务；

步骤S2.2.2：基于最优先任务，根据任务关联规则以及产线实时状态数据获取当前最优先任务的关联任务；

步骤S2.2.3：基于当前最优先任务以及当前最优先任务的关联任务，根据任务合并规则以及产线实时状态数据获取当前可合并任务；

步骤S2.2.4：基于当前关联任务以及可合并任务生成最终的执行任务；并将当前生成最终的执行任务分配给相应的物流设备，执行完毕后反馈并更新任务池数据；

所述任务关联规则是某一台设备上可以同时执行的任务为关联任务；

所述任务合并规则是当前装卸站上料任务的工件SN与关联任务中上料任务的工件SN匹配时为合并任务。

7.根据权利要求1所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行方法，其特征在于，在工件加工过程中，对加工设备的执行状况和资源进行监控，当产线中某台设备、装卸站或缓存站发生异常时，则进行异常报警处理，并将当前有异常的设备、装卸站或缓存站进行离线处理，离线处理的设备、装卸站或缓存站不参与调度，不影响其他设备、装卸站或缓存站的正常运转。

8.一种多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统，其特征在于，包括：

模块M1：实时采集现场数据，包括：加工设备实时信息、物流设备实时信息、装卸站实时信息、缓存站实时信息以及工件状态实时信息；

模块M2：基于实时采集到的现场数据以及配置的产品工艺以加工设备利用率最大化为目标进行设备分配任务调度以及物流任务调度；

模块M3：将物流任务调度结果发送至物流设备上，物流设备根据接收到的物流任务调度指令自动运行；

模块M4：加工设备根据设备分配任务调度结果对相应的加工任务进行工件加工。

9.根据权利要求8所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统，其特征在于，所述配置的产品工艺是在柔性调度与执行系统中配置加工产品中每一个工序所需要的加工设备、加工设备中用来切削工件的刀具信息、加工设备中用来固定和夹紧工件的托盘信息和夹具信息、物流设备、机床加工程序以及质检参数信息；

所述加工任务为将接收到的加工工单按照工序和订单数量拆分为最小的可执行加工任务。

10.根据权利要求8所述的多品种小批量混线机加工柔性制造调度与执行系统，其特征在于，所述模块M2采用：

模块M2.1：以加工设备利用率最大化为目标计算现有可分配任务所需要的加工设备，并将最匹配的任务预分配给相应的加工设备；

模块M2.2：基于实时采集到的现场数据以最短运输路径以及设备利用率最大化为目标计算产线当前最优的物流任务；

所述模块M2.1采用：

模块M2.1.1：获得加工设备上可分配的任务列表，基于当前加工设备上可分配的任务列表形成优先加工任务列表和一般加工任务列表；

模块M2.1.2：根据任务优先级分配相应的加工设备，当不存在优先级后，则计算每个任务的辅助时间，并将辅助时间最短的加工任务设为当前最匹配的任务分配给相应的加工设备；

所述辅助时间是对产线现状的实时数据进行实时计算和分析，基于包括刀具更换时间、托盘更换时间以及夹具更换时间计算得到；

所述模块M2.2采用：

模块M2.2.1：获得当前物流任务池，并基于物流优先级和先进先出原则获得最优先任务；

模块M2.2.2：基于最优先任务，根据任务关联规则以及产线实时状态数据获取当前最优先任务的关联任务；

模块M2.2.3：基于当前最优先任务以及当前最优先任务的关联任务，根据任务合并规则以及产线实时状态数据获取当前可合并任务；

模块M2.2.4：基于当前关联任务以及可合并任务生成最终的执行任务；并将当前生成最终的执行任务分配给相应的物流设备，执行完毕后反馈并更新任务池数据；

所述任务关联规则是某一台设备上可以同时执行的任务为关联任务；

所述任务合并规则是当前装卸站上料任务的工件SN与关联任务中上料任务的工件SN匹配时为合并任务。

Images