【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业调度，具体涉及一种基于petri网和多步寻优的制造系统调度方法及装置。
技术介绍
1、随着技术的不断进步，制造业正面临着许多新挑战和机遇。例如在半导体生产线这样典型的离散事件系统中，不合理的资源分配可能导致死锁，这不仅会降低生产率，还可能导致整个系统停顿。因此，设计和使用一种高效的调度方法，对提高制造系统的生产效率、降低成本并满足市场需求具有重要意义。
2、petri网是一种用于描述离散事件系统的图形化建模工具，能直观地反映出柔性制造系统中的并发、死锁和资源使用等情况，并可以用来建模和分析制造系统调度问题。目前，petri网已经出现了许多高级形式，如着色petri网、模糊petri网和时间petri网等，以适应不同应用场景的需要。
3、在petri网调度问题研究中，智能算法结合petri网求解制造系统的调度问题已成为一大主流。一种常见的方法是结合a star算法和petri网求解制造系统的调度问题，由于a star算法需要存储大量的节点信息，导致较大的内存消耗，且计算复杂度较高，在处理复杂环境时，可能导致算法运行时间较长，影响实时性能。另一种是结合贪婪算法和petri网求解制造系统的调度问题。当前的贪婪搜索算法普遍是单步寻优搜索方法，它在每一步选择中都采取在当前状态下最好或最有利的选择，通过局部最优选择来逼近全局最优解。但是，贪心算法并不总是能找到全局最优解，因为它在每一步只考虑局部最优，而没有考虑到所有可能的全局解。
4、因此，当前的制造系统调度方法存在实时性能差、运行时间
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种基于petri网和多步寻优的制造系统调度方法及装置，可以解决当前的制造系统调度方法存在的实时性能差、运行时间长；或者得到的方案质量较差等问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供的一种基于petri网和多步寻优的制造系统调度方法，所述方法包括：
3、确定当前标识是否为目标标识；
4、若当前标识不为目标标识，则根据当前标识和多步寻优的第n个搜索深度，确定第n个深度子树，其中，标识用于表示petri网调度模型的运行状态，第n个搜索深度为大于或者等于1的整数；
5、基于贪心算法，从当前标识开始对第n个深度子树进行多步寻优，以对当前标识下的使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁，其中，第一优先使能变迁的优先级最高；
6、发射第一优先使能变迁得到下一个标识，并确定下一个标识是否为死标识；
7、若下一个标识不为死标识，则将下一个标识确定为下一个当前标识；
8、若当前标识为目标标识，则根据所有的第一优先使能变迁确定制造系统的最优调度方案。
9、在第一方面的一种可能的实现方式中，可以根据变迁发射规则和petri网调度模型，确定第n个深度子树中第i级标识的使能变迁集；根据petri网调度模型确定每个使能变迁发射后得到的第n个深度子树的第i+1级标识；通过使能变迁关联第n个深度子树的第i级标识和第n个深度子树的第i+1级标识；重复进行上述步骤，在关联完第n个深度子树的第i-1级标识与第n个深度子树的第i级标识之后，得到第n个深度子树。
10、示例性的，i＝0,1……i，i等于第n个搜索深度，第n个深度子树的第0级标识为当前标识，使能变迁集包括至少零个使能变迁，使能变迁关联的令牌停留在其所在的库所的时间满足使能时间区间。
11、在第一方面的一种可能的实现方式中，可以确定第n个深度子树的第1级标识是否存在目标标识，若第n个深度子树的第1级标识存在目标标识，则停止寻优，将关联第1级标识与目标标识的使能变迁确定为第一优先使能变迁；若第n个深度子树的第1级标识不存在目标标识，则继续在第n个深度子树中进行寻优，以对当前标识下的使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁。
12、在第一方面的一种可能的实现方式中，可以将第n个深度子树的第1级标识加入第1级队列；从i＝1开始确定i是否小于i且第i级队列是否为空；若i小于i且第i级队列不为空，则确定第i级队列中的每个标识上是否有使能变迁；若第i级队列中存在标识上有使能变迁，则将使能变迁指向的第i+1级标识确定为第i+1级的新标识；确定第i+1级的新标识中是否包括目标标识；将不为目标标识的第i+1级的新标识加入至第i+1级队列，和/或根据目标标识更新终点时间；若第i级队列中不存在标识上有使能变迁，则第i+1级队列为空，i＝i+1；若i等于i且第i级队列不为空，则更新第n个全局时间；若i等于i且第i级队列为空，则不更新第n个全局时间；对比更新后的第n个全局时间与更新后的终点时间的大小，将能够得到较小时间的使能变迁确定为第一优先使能变迁。
13、示例性的，更新后的终点时间为从当前标识至目标标识的最短时间。
14、示例性的，更新后的第n个全局时间为从当前标识至第i级队列中标识的最短时间。
15、在第一方面的一种可能的实现方式中，若下一个标识为死标识，可以废除第一优先使能变迁并确定当前标识上是否有其他使能变迁，其他使能变迁发射后得不到已走过的路径中包括的任一标识；若当前标识上有其他使能变迁，则根据当前标识上的其他使能变迁确定另一个第一优先使能变迁；若当前标识上没有其他使能变迁，则采用一级回溯策略依次向前确定在当前标识之前是否存在标识上有其他使能变迁；若在当前标识之前存在标识上有其他使能变迁，则将在当前标识之前第一个有其他使能变迁的标识确定为下一个当前标识；若在当前标识之前不存在标识有其他使能变迁，则输出目标标识不可达的结果。
16、在第一方面的一种可能的实现方式中，搜索深度均可以为大于1的整数。
17、在第一方面的一种可能的实现方式中，若前n个搜索深度之和大于预设的步数阈值，则第n+1个搜索深度可以等于1。
18、第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于petri网和多步寻优的制造系统调度装置，所述装置包括综合处理模块、深度子树构建模块及多步寻优模块。
19、综合处理模块用于确定当前标识是否为目标标识；
20、若当前标识不为目标标识，则深度子树构建模块用于根据当前标识和多步寻优的第n个搜索深度，确定第n个深度子树，其中，标识用于表示petri网调度模型的运行状态，第n个搜索深度为大于或者等于1的整数；
21、多步寻优模块用于基于贪心算法，从当前标识开始对第n个深度子树进行多步寻优，以对当前标识下的使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁，其中，第一优先使能变迁的优先级最高；
22、综合处理模块还用于发射第一优先使能变迁得到下一个标识，并确定下一个标识是否为死标识；
23、若下一个标识不为死标识，则综合处理模块还用于将下一个标识确定为下一个当前标识；
24、若当前标识为目标标识，则综合处理模块还用于根据所有的第一优先使能变迁确定制造系统的最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Petri网和多步寻优的制造系统调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前标识和多步寻优的第n个搜索深度，确定第n个深度子树，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于贪心算法，从所述当前标识开始对所述第n个深度子树进行多步寻优，以对所述当前标识下的使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述继续在所述第n个深度子树中进行寻优，以对所述当前标识下可使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述下一个标识为死标识，所述方法还包括：
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述搜索深度均为大于1的整数。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，若前n个搜索深度之和大于预设的步数阈值，则第n+1个搜索深度等于1。
8.一种基于Petri网和多步寻优的制造系统调度装置，其特征在于，所述装置包括综合处
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述电子设备执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于petri网和多步寻优的制造系统调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前标识和多步寻优的第n个搜索深度，确定第n个深度子树，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于贪心算法，从所述当前标识开始对所述第n个深度子树进行多步寻优，以对所述当前标识下的使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述继续在所述第n个深度子树中进行寻优，以对所述当前标识下可使能变迁进行优先级排序，得到第一优先使能变迁，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述下一个标识为死标识，所述方法还包括：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉峰，吴亚丽，刘鼎，刘瑞琼，翟千龙，王拓，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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