CN117474233A - 一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法，系统包括：资源模型定义模块、前处理模块、排程模块、专家知识库模块和事件处理模块；资源模型定义模块用于将任务与资源模型建立关联；前处理模块用于对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求；排程模块，用于将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题；专家知识库模块用于在排程结果不满足需求时，分析排程失败原因，给出相应建议；事件处理模块用于对突发情况进行处理。本发明的技术方案克服现有技术中制定排程计划时工作量巨大、排程计划困难、效率低的问题。

Description

一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法
技术领域
本发明涉及自动测试车间控制技术领域，具体涉及一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法。
背景技术
在电子部件测试车间内，测试企业为了保证如期交付和充分利用各种测试资源，已经广泛使用排程技术。传统的测试任务排程技术往往使用excel等表格工具，由具有深厚工作经验并对车间内测试资源非常了解的工作人员根据生产需求和车间状况给出任务计划。当遇到插单、撤单和仪器故障时再人为调整。这种排程方式对相关人员的经验要求较高，并且由于排程结果具有很强的主观性，并不能保证其最优性，且抗干扰能力也很差。而随着目前国内很多电子部件测试车间正在进行数字化转型，车间内部测试人员、仪器设备、被测件、测试方法和测试程序以及工位耦合性越来越低，需要考虑的排程条件越来越多，使得排程工作量和难度都直线上升。另外电子部件测试车间订单数量多、批量小，测试仪器繁多，测试人员水平参差，被测件测试要求也差异巨大，因此制定排程计划时工作量巨大，出现意外情况时调整难度很高，严重影响测试进度。
因此，现需要一种简单、效率高、便于针对意外情况进行调整的面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法，以解决现有技术中制定排程计划时工作量巨大、排程计划困难、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统，包括：资源模型定义模块、前处理模块、排程模块、专家知识库模块和事件处理模块。资源模型定义模块用于将任务与资源模型建立关联，资源模型定义模块通过分别量化测试设备、工位和测试人员的能力指标建立资源模型，并通过建立测试项目模型将任务与资源模型建立关联；前处理模块用于对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求；排程模块，用于将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题，并使用遗传算法得出最优解；专家知识库模块用于在排程结果不满足需求时，分析排程失败原因，并给出相应建议；事件处理模块，处理插单、撤单和故障三种事件，其中故障包括：仪器故障和工位故障，事件处理模块用于对突发情况进行处理。
本发明还提供一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，具体包括如下步骤：
S1，当测试车间接收到任务时，执行资源模型定义模块，形成测试设备、测试工位、测试程序、测试人员模型。
S2，使用前处理模块对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求。
S3，调用排程模块进行任务排程，若排程结果无可行解，则调用专家知识库模块给出排程失败结果分析并给出建议，若有可行解则将排程结果用于测试。
S4，若在执行过程中出现如插单、撤单和故障事件，则调用事件处理模块进行处理，然后再执行步骤S3，直到输出制定的排程结果。
进一步地，步骤S3包括如下步骤：
S3.1，将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题。
S3.2，根据各测试项目模型约束、资源模型能力指标以及任务截止日期作为约束条件。
S3.3，通过遗传算法求出单目标规划的最优解。
S3.4，若排程结果无可行解，则调用专家知识库模块对排程失败结果进行分析并给出建议，然后继续执行步骤S3.1；若有可行解则将排程结果用于测试。
进一步地，步骤S3.2中的约束条件包括：必须约束和松弛约束；必须约束包括：超时要求、任务工位冲突和仪器任务冲突；松弛约束包括：尽早安排、相邻任务类型连续、仪器稳定性。
进一步地，步骤S3.4中的专家知识库模块获取以往排程过程中的经验和解决方案形成知识库，当排程结果无可行解时，系统会将排程信息和结果输入到专家知识库模块，专家知识库模块中的推理机会根据知识库中的规则和推理机制来进行匹配，分析排程失败原因，并给出相应建议。
进一步地，步骤S4具体包括如下步骤：
S4.1，判断执行过程中的异常情况属于哪种事件类型，如果是设备故障，则继续判断设备是否正在测试，如果正在测试则进行手工插单调度，输入排程结果，如果否，则自动重排输出排程结果。
S4.2，如果是插单故障，则进行手动插入，输出排程结果。
S4.3，如果是撤单故障，则进行自动排程，输出排程结果。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明中的资源模型定义模块解决了排程人员对测试车间测试资源和车间测试能力掌握不完全的情况。
2.本发明通过前处理模块减少了测试资源不必要开销。
3.本发明利用排程模块并使用遗传算法得出最优解，解决了排程速度慢，求解难度大，求解效率低的问题。
4.本发明提供了专家知识库模块，对排程失败的原因进行分析，给出可行建议，解决了排程失败后束手无策的问题。
5.本发明提供了推理机模块，解决了任务执行异常后难以调整的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1示出本发明的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法的流程图。
图2示出了本发明步骤S3的流程图。
图3示出了本发明的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统中的专家知识库模块的结构图。
图4示出了本发明的步骤S4的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统，包括：资源模型定义模块、前处理模块、排程模块、专家知识库模块和事件处理模块。资源模型定义模块用于将任务与资源模型建立关联，资源模型定义模块通过分别量化测试设备、工位和测试人员的能力指标建立资源模型，并通过建立测试项目模型将任务与资源模型建立关联；前处理模块用于对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求；排程模块，用于将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题，并使用遗传算法得出最优解；专家知识库模块用于在排程结果不满足需求时，分析排程失败原因，并给出相应建议；事件处理模块，处理插单、撤单和故障三种事件，其中故障包括：仪器故障和工位故障，事件处理模块用于对突发情况进行处理。
如图1所示的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，具体包括如下步骤：
S1，当测试车间接收到任务时，执行资源模型定义模块，形成测试设备、测试工位、测试程序、测试人员模型。资源模型定义模块主要通过分别量化测试设备、工位和测试人员的能力指标建立资源模型。测试项目模型将任务与资源模型、测试程序建立关联，并提供测试任务的测试时长，为后续任务排程提供时间参数。
S2，使用前处理模块对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求。前处理模块主要通过对包括工序的仪器需求进行合并同类项，一个工序下包括多个测试项(先后执行)，每个测试项下需要多个仪器，而每个仪器的选型可能不是唯一的，因此需要计算得到该工序的总的仪器需求，以节省仪器资源开销。
S3，调用排程模块进行任务排程，若排程结果无可行解，则调用专家知识库模块给出排程失败结果分析并给出建议，若有可行解则将排程结果用于测试。
排程模块是本发明的核心模块，其工作过程如图2所示，其原理是该模型将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题，根据各测试项目模型约束、资源模型能力指标以及任务截止日期作为约束条件。约束条件分为必须约束和松弛约束，必须约束为不可违反的约束，是保证排程结果可用的必须条件；松弛约束是可以不满足但是会影响排程结果优异性的条件。将任务排程问题转化为线性规划问题后，通过遗传算法得出最优解。S4，若在执行过程中出现如插单、撤单和故障事件，则调用事件处理模块进行处理，然后再执行步骤S3，直到输出制定的排程结果。
具体地，如图2所示，步骤S3包括如下步骤：
S3.1，将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题。
S3.2，根据各测试项目模型约束、资源模型能力指标以及任务截止日期作为约束条件。
S3.3，通过遗传算法求出单目标规划的最优解。
S3.4，若排程结果无可行解，则调用专家知识库模块对排程失败结果进行分析并给出建议，然后继续执行步骤S3.1；若有可行解则将排程结果用于测试。
具体地，步骤S3.2中的约束条件包括：必须约束和松弛约束；必须约束包括：超时要求、任务工位冲突和仪器任务冲突；松弛约束包括：尽早安排、相邻任务类型连续、仪器稳定性。
其中，超时要求为任务截止时间不能逾期。任务工位冲突为两个任务不能同时使用一个工位。仪器任务冲突为一个仪器不能同时分配给两个任务。
尽早安排为尽快安排所有任务。相邻任务类型连续为安排在同一工位上相邻的任务尽量是同一任务类型的。仪器稳定性为仪器尽量少更换工位。
具体地，如图3所示，步骤S3.4中的专家知识库模块获取以往排程过程中的经验和解决方案形成知识库，当排程结果无可行解时，系统会将排程信息和结果输入到专家知识库模块，专家知识库模块中的推理机会根据知识库中的规则和推理机制来进行匹配，分析排程失败原因，并给出相应建议。
具体地，如图4所示，步骤S4具体包括如下步骤：
S4.1，判断执行过程中的异常情况属于哪种事件类型，如果是设备故障，则继续判断设备是否正在测试，如果正在测试则进行手工插单调度，输入排程结果，如果否，则自动重排输出排程结果。
S4.2，如果是插单故障，则进行手动插入，输出排程结果。
S4.3，如果是撤单故障，则进行自动排程，输出排程结果。
事件处理模块定义了插单、撤单和故障三种事件，其中故障又包括仪器故障、工位故障，当测试执行过程出现异常时，排程模块会触发排程引擎根据不同流程对突发情况进行处理，大大提高了排程效率和测试资源利用率。
综上所述，本发明提供了一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统及方法，提供图形化的操作界面，提出了资源模型定义模块，并利用前处理模块对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求，通过排程模块，并使用遗传算法得出最优解，实现了测试任务的自动排程，解决了排程速度慢，求解难度大，求解效率低的问题。
本发明还提出了专家知识库模块，对排程失败的原因进行分析，给出可行建议，解决了排程失败后束手无策的问题。并通过推理机模块解决了任务执行异常后难以调整的问题，提高了测试车间效率。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种面向电子部件自动测试车间任务的排程系统，其特征在于，包括：资源模型定义模块、前处理模块、排程模块、专家知识库模块和事件处理模块；
资源模型定义模块用于将任务与资源模型建立关联，所述资源模型定义模块通过分别量化测试设备、工位和测试人员的能力指标建立资源模型，并通过建立测试项目模型将任务与资源模型建立关联；
前处理模块用于对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求；
排程模块，用于将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题，并使用遗传算法得出最优解；
专家知识库模块包括：推理机和知识库，专家知识库模块用于在排程结果不满足需求时，分析排程失败原因，并给出相应建议；
事件处理模块，处理插单、撤单和故障三种事件，其中故障包括：仪器故障和工位故障，事件处理模块用于对突发情况进行处理。
2.一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，其特征在于，利用权利要求1所述的系统，具体包括如下步骤：
S1，当测试车间接收到任务时，执行资源模型定义模块，形成测试设备、测试工位、测试程序、测试人员模型；
S2，使用前处理模块对包括工序的仪器需求进行合并同类项，计算得到该工序的总的仪器需求；
S3，调用排程模块进行任务排程，若排程结果无可行解，则调用专家知识库模块给出排程失败结果分析并给出建议，若有可行解则将排程结果用于测试；
S4，若在执行过程中出现如插单、撤单和故障事件，则调用事件处理模块进行处理，然后再执行步骤S3，直到输出制定的排程结果。
3.根据权利要求2所述的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：
S3.1，将任务排程问题自动转化为以执行时间为目标的单目标规划问题；
S3.2，根据各测试项目模型约束、资源模型能力指标以及任务截止日期作为约束条件；
S3.3，通过遗传算法求出单目标规划的最优解；
S3.4，若排程结果无可行解，则调用专家知识库模块对排程失败结果进行分析并给出建议，然后继续执行步骤S3.1；若有可行解则将排程结果用于测试。
4.根据权利要求3所述的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，其特征在于，步骤S3.2中的约束条件包括：必须约束和松弛约束；必须约束包括：超时要求、任务工位冲突和仪器任务冲突；松弛约束包括：尽早安排、相邻任务类型连续、仪器稳定性。
5.根据权利要求3所述的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，其特征在于，步骤S3.4中的专家知识库模块获取以往排程过程中的经验和解决方案形成知识库，当排程结果无可行解时，系统会将排程信息和结果输入到专家知识库模块，专家知识库模块中的推理机会根据知识库中的规则和推理机制来进行匹配，分析排程失败原因，并给出相应建议。
6.根据权利要求3所述的一种面向电子部件自动测试车间任务的排程方法，其特征在于，步骤S4具体包括如下步骤：
S4.1，判断执行过程中的异常情况属于哪种事件类型，如果是设备故障，则继续判断设备是否正在测试，如果正在测试则进行手工插单调度，输入排程结果，如果否，则自动重排输出排程结果；
S4.2，如果是插单故障，则进行手动插入，输出排程结果；S4.3，如果是撤单故障，则进行自动排程，输出排程结果。
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