一種生產調度方法及系統與流程

2023-04-30 13:55:46

本發明涉及一種生產調度方法及系統，特別涉及不確定性因素擾動下的離散裝配車間生產調度。

背景技術：

複雜產品裝配是典型的離散型裝配，具有所需資源複雜多變、裝調周期長等特點，例如衛星、飛機、船舶等，其裝配過程圍繞著產品進行，不同產品具有不同的工藝路線，不同工藝路線的工序之間相互獨立，同時複雜產品裝配過程中存在很多的不確定性生產擾動，常常導致實際執行過程與生產計劃之間易產生偏差，車間任務延誤、車間人員忙閒不均、資源浪費等現象。

目前，國內外研究學者針對生產擾動導致的車間調度問題，通常採用反應式調度和魯棒調度等應對方式。反應式調度使用調度規則對生產過程進行控制，但由於複雜產品裝配車間現場生產擾動多、約束多，難以全面的為反應式調度設定調度規則，因此實用性較差。魯棒調度在生產執行前會準備工序間隔時間餘量和資源餘量等來消除生產擾動偏差，在滿足生產約束的前提下最大程度的減輕生產擾動產生的影響，但是魯棒調度的時間餘量和資源餘量極易造成成本上漲、資源浪費等問題。

目前，國內外針對柔性化程度較高的自動裝配生產線的調度有著較多的研究成果，而針對手工裝配為主的複雜產品裝配車間調度的研究較少，由於複雜產品裝配過程中存在著大量的逆向操作和資源協調，特別是產品研製階段，其設計更改頻繁、不確定性生產擾動多，導致生產調度極其複雜和困難。同時複雜產品的結構複雜，其裝配層次複雜、涉及資源多、時間周期長，甚至相關的約束隨著時間發生變化，加大了生產調度的難度。

國內外學者們針對不確定因素擾動下的調度問題還進行了大量的研究，但是由於實際情況過於複雜，各項研究成果的適用環境不同，目前還未形成全面且完善的解決方法，理論成果難以復用到複雜產品裝配車間，針對目前複雜產品裝配過程中缺乏行之有效的擾動事件處理機制。

技術實現要素：

本發明實施例要解決的技術問題是提供一種生產調度方法及系統，用以實現對複雜產品裝配過程進行調度。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種生產調度方法，包括：

獲取當前生產裝配任務的裝配工藝參數和實際生產約束參數；

根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述調度問題模型中包括：最小完工時間的調度目標、工位執行約束、工位種類約束、完工時間要求約束、工序優先級約束和資源使用約束；

依據所述工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息。

進一步的，在根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟之後，所述方法還包括：

獲取當前生產裝配任務的工序執行變動信息；

根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述工序執行變動信息包括：工序執行時間變動、工序暫停、工序新增和工序取消。

進一步的，所述最小完工時間的調度目標具體為：

f＝max(min{RT1-(T1K+b1K),RT2-(T2K+b2K),...,RTj-(TjK+bjK)})

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，RTj是任務j的預設完成時間，K是任務j下工序的數量。

進一步的，所述工位執行約束具體為：

j1,j2∈[1,J]，k1，k2∈[1,K]，j1≠j2或k1≠k2；

其中，Tjk是任務j的最後一道工序的開始時間，bjk是任務j的最後一道工序的預設執行時間，Pjk是任務j的第k道工序，PWnt是工位Wnt上執行的工序的集合。

進一步的，所述工位種類約束具體為：

PWn∈PRW；

其中，PRW是工序要求的工位種類的集合，PWn是為工序分配的工位種類。

進一步的，所述完工時間要求約束具體為：

TjK+bjK≤RTj；

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，RTj是任務j的預設完成時間。

進一步的，所述工序優先級約束具體為：

其中，P1k為子工序，P2k父工序，數值0表示工序P1k與P2k之間沒有父子關係，1表示工序P1k與P2k之間存在父子關係，為工序P12的開始執行時間，為工序P21的開始執行時間，是工序P21的執行時間。

進一步的，所述資源使用約束具體為：

其中，NDA表示第A個工序佔用D資源的數量，D是資源種類編號，A表示現有裝配線上工序總和，是第A1道工序的開始時間，是第A1道工序的執行時間，FDk表示第k個工序所處時間段中D資源被佔用的數量，FRDk表示D資源在第k道工序的時間段內車間中擁有的數量。

進一步的，所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

根據以遺傳算法為基礎的生產調度算法，及所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，對所述調度問題模型進行求解，獲得工序執行序列；

將所述工序執行序列中的工序分配至工位，獲得工序執行時間表；

根據裝配工藝參數及工序執行時間表，獲得資源使用時間表；

其中，所述資源使用時間表包括：可重用資源使用時間表和不可重用資源使用時間表。

進一步的，所述根據以遺傳算法為基礎的生產調度算法，及所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，對所述調度問題模型進行求解，獲得工序執行序列的步驟，包括：

根據裝配工藝參數，獲得工位信息和工序信息；

依據遺傳算法，對所述工位信息和工序信息進行染色體編碼，形成第一染色體編碼，其中所述第一染色體編碼包括多個基因，每一基因包括工序可選工位信息、工序所屬線路信息、工序預設工時信息；

對所述第一染色體編碼進行染色體選擇操作，獲得第二染色體編碼；

對所述第二染色體編碼上相同基因位進行染色體交叉操作，獲得第三染色體編碼；

對所述第三染色體編碼上任意兩個基因位進行染色體互換變異操作，獲得第四染色體編碼；

根據所述第四染色體編碼，獲得第一工序執行序列；

判斷所述第一工序執行序列是否滿足所述調度問題模型，當所述第一工序執行序列滿足所述調度問題模型時，確定所述第一工序執行序列為工序執行序列；

當所述第一工序執行序列不滿足所述調度問題模型時，重新執行所述對所述第一染色體編碼進行染色體選擇操作，獲得第二染色體編碼的步驟。

進一步的，所述將所述工序執行序列中的工序分配至工位，獲得工序執行時間表的步驟，包括：

計算所述工序執行序列中的每一工序在可選工位的預計開工時間；

對所述可選工位的預計開工時間進行比較並按時間順序排序，確定預計開工時間位於第一預設位置的可選工位為執行所述工序的工位；

當所述可選工位的預計開工時間存在相同時間時，獲得所述可選工位與所述工序的上一工序的執行工位間的距離，確定距離最短的工位為執行所述工序的工位；

當所述工序為任一支線的第一道工序時，確定所述支線的第一道工序的開工時間為所述支線的第一道工序在所述工序執行序列中的上一工序的完工時間；

當所述工序為任一主線或輔線的第一道工序時，確定執行所述工序的工位的上一工序的完工時間為所述工序的開工時間；

當所述工序為分支匯合節點的工序時，對匯合至所述節點的工序的完工時間進行排序，確定第二預設位置的工序的完工時間為所述工序的開工時間；

根據所述開工時間，獲得工序執行時間表。

進一步的，所述根據裝配工藝參數及工序執行時間表，獲得資源使用時間表的步驟包括：

根據所述工序執行時間表，獲取每一工序的開工時間和完工時間；

確定位於每一工序的開工時間和完工時間之間的預設時間點為每一工序的資源變動點，獲取每一資源變動點的資源變動數據；

根據所述資源變動數據，獲取第一資源使用時間表；

判斷所述第一資源使用時間表是否滿足所述調度問題模型，當所述第一資源使用時間表滿足所述調度問題模型時，將所述第一資源使用時間表替換為資源使用時間表；

當所述第一資源使用時間表不滿足所述調度問題模型時，根據所述第四染色體編碼，獲得第二工序執行序列，根據所述第二工序執行序列，獲取工序執行時間表，重新執行所述根據所述工序執行時間表，獲取每一工序的開工時間和完工時間的步驟，其中，所述第二工序執行序列的優先級小於所述第一工序執行序列的優先級。

進一步的，當所述工序執行變動信息為工序執行時間變動時，所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

將位於執行時間變動的工序後的工序按變動時間依次移動，並形成第二工序執行時間表；

判斷所述第二工序執行時間表是否滿足所述調度問題模型，當所述第二工序執行時間表滿足所述調度問題模型時，將所述第二工序執行時間表替換為工序執行時間表，並更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

當所述第二工序執行時間表不滿足所述調度問題模型時，重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

進一步的，當所述工序執行變動信息為工序暫停時，所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

判斷暫停工序的前後工序是否存在跨序操作工序；

當存在跨序操作工序時，對所述跨序操作工序及未完成工序重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

當不存在跨序操作工序時，對不包括所述暫停工序及與所述暫停工序相關的工序的未完成工序重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

當所述暫停工序恢復時，將所述暫停工序及與所述暫停工序相關的工序作為工序新增，執行所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟。

進一步的，當所述工序執行變動信息為工序新增或工序取消時，所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

當新增工序或取消工序時，重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

本發明實施例提供了一種生產調度系統，包括：工藝信息模塊、裝配任務模塊和生產執行模塊，

其中，所述工藝信息模塊包括：第一獲取單元，所述第一獲取單元用於獲取當前生產裝配任務的裝配工藝參數和實際生產約束參數；

所述裝配任務模塊包括：第二獲取單元，所述第二獲取單元用於根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述調度問題模型中包括：最小完工時間的調度目標、工位執行約束、工位種類約束、完工時間要求約束、工序優先級約束和資源使用約束；

所述生產執行模塊包括：生成單元，所述生成單元用於依據所述工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息。

進一步的，所述第二獲取單元用於根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表中，所述第二獲取單元包括：

第三獲取單元，用於獲取當前生產裝配任務的工序執行變動信息；

更新單元，用於根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述工序執行變動信息包括：工序執行時間變動、工序暫停、工序新增和工序取消。

與現有技術相比，本發明實施例提供的一種生產調度方法及系統，至少具有以下有益效果：本發明實施例有效解決了複雜產品離散裝配難的問題，通過預先構建的調度問題模型給出針對複雜產品離散裝配車間的工序執行時間表和資源使用時間表，並根據工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息，滿足了複雜產品離散裝配車間的調度。同時，本發明實施例還根據可能發生的工序執行變動信息對工序執行時間表和資源使用時間表進行更新，進而生成更新後的裝配調度信息，滿足了離散裝配車間的複雜調度，可以有效提高離散裝配車間生產效率。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例的生產調度方法的流程圖；

圖2為本發明第二實施例的生產調度方法的流程圖；

圖3為本發明第三實施例的生產調度方法的流程圖；

圖4為本發明第四實施例的生產調度方法的流程圖；

圖5為本發明第五實施例的生產調度方法的流程圖；

圖6為本發明第六實施例的生產調度方法的流程圖；

圖7為本發明第七實施例的生產調度方法的流程圖；

圖8為本發明第八實施例的生產調度方法的流程圖；

圖9為本發明第九實施例的生產調度方法的流程圖；

圖10為本發明實施例的生產調度方法的裝配任務一流程圖；

圖11為本發明實施例的生產調度方法的裝配任務二流程圖；

圖12為本發明實施例的生產調度方法的裝配任務三流程圖；

圖13為本發明實施例的生產調度方法的染色體的適應度曲線圖；

圖14為本發明第十實施例的生產調度系統的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。在下面的描述中，提供諸如具體的配置和組件的特定細節僅僅是為了幫助全面理解本發明的實施例。因此，本領域技術人員應該清楚，可以對這裡描述的實施例進行各種改變和修改而不脫離本發明的範圍和精神。另外，為了清楚和簡潔，省略了對已知功能和構造的描述。

應理解，說明書通篇中提到的「一個實施例」或「一實施例」意味著與實施例有關的特定特徵、結構或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個說明書各處出現的「在一個實施例中」或「在一實施例中」未必一定指相同的實施例。此外，這些特定的特徵、結構或特性可以任意適合的方式結合在一個或多個實施例中。

第一實施例

參見圖1，本發明實施例提供了一種生產調度方法，包括：

步驟101，獲取當前生產裝配任務的裝配工藝參數和實際生產約束參數；

在本發明實施例的生產調度方法中，首先對獲取當前生產裝配任務的裝配工藝參數和實際生產約束參數，其中，裝配工藝參數包括：工序所需可重用資源、工序所需工種、工序所需人員數量、工序對工位的要求、工序優先級、工序額定工時和工序所需不可重用資源，實際生產約束參數包括：可重用資源的數量和種類、人員的數量和工種、工位的數量和功能類別、不可重用資源的數量和種類、任務優先級、工序優先級和任務要求完成時間。

步驟102，根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述調度問題模型中包括：最小完工時間的調度目標、工位執行約束、工位種類約束、完工時間要求約束、工序優先級約束和資源使用約束；

其中，工序執行時間表：依據裝配流程圖中工序之間的父子級關係、工位要求、車間工位種類數量限制、任務要求時間限制和工序額定工時，生成工序執行時間表，車間裝配組長通過工序執行時間表下發日作業計劃，形成日作業計劃，形成日作業計劃執行時間表。資源使用時間表：包括可重用資源使用時間表和不可重用資源使用時間表兩個部分，可重用資源時間表，如人員派工單，從工序執行時間表獲取執行工序所需的人員數量和工種，人員排班表是車間人員的實際工作時間表，通過工序執行時間表和人員排班表形成人員派工單；不可重用資源使用時間表，如物料配送單，從工序執行時間表中獲取執行工序需要的物料種類和數量，結合車間物料庫存數據，確定物料配送的時間點、配送工位、種類和數量等信息，形成物料配送單。

步驟103，依據所述工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息。

對於實際生產僅僅獲得工序執行時間表和資源使用時間表是不夠的，還需要根據工序執行時間表和資源使用時間表形成不同工序的人員所需執行的裝配工序信息，該信息的集合即裝配調度信息。在本發明實施例的生產調度中，對於獲得裝配調度信息，在下文中亦會表述為初始調度，因在實際生產中發生擾動事件的可能性較大，故而，在下文中將根據擾動事件對工序執行時間表和資源使用時間表進行更新，繼而獲得更新後的裝配調度信息，在下文中亦會表述為重調度。

第二實施例

參見圖2，進一步的，對於第一實施例中，在根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟之後，所述方法還包括：

步驟203，獲取當前生產裝配任務的工序執行變動信息；

其中，所述工序執行變動信息包括：工序執行時間變動、工序暫停、工序新增和工序取消。

步驟204，根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

複雜產品裝配的生產過程不穩定性，不確定擾動因素多。例如工藝層中裝配工藝路線改變，則執行層中正在執行的原有裝配任務被取消，產生新的裝配任務替代。阻礙裝配流程順利運行的事件都可以被認為是生產擾動事件，常見的擾動事件有儀器設備故障、物料配送延時、排故、緊急插單、任務取消、物料缺失、返工返修、任務要求完成時間變更、工序執行時間誤差和人員排班表變更等。故而，本發明的實施例充分考慮複雜產品的裝配的上述特性，結合工序執行變動信息，對工序執行時間表和資源使用時間表進行更新。當更新工序執行時間表和資源使用時間表後，對於第一實施例中的步驟103，依據所述工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息，亦將根據更新後的工序執行時間表和資源使用時間表形成新的裝配調度信息，以滿足生產裝配的調度需求。

故而，本實施例的生產調度方法包括：

步驟201，獲取當前生產裝配任務的裝配工藝參數和實際生產約束參數；

步驟202，根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述調度問題模型中包括：最小完工時間的調度目標、工位執行約束、工位種類約束、完工時間要求約束、工序優先級約束和資源使用約束；

步驟203，獲取當前生產裝配任務的工序執行變動信息；

步驟204，根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

步驟205，依據所述工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息。

區別於第一實施例，在本實施例中，對於步驟203，當有變動時(獲取到了當前生產裝配任務的工序執行變動信息)則執行步驟204，進而執行步驟205，也就是根據更新後的工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息；若沒有變動(未獲取到當前生產裝配任務的工序執行變動信息)則無需更新工序執行時間表和資源使用時間表。

其中，複雜產品裝配過程存在的各類擾動事件，影響工序的執行，使得工序的執行狀態發生變動，具體如表1表1所示。

表1工序執行狀態變更表

其中，對於前述實施例中的調度問題模型，包括：最小完工時間的調度目標、工位執行約束、工位種類約束、完工時間要求約束、工序優先級約束和資源使用約束，其中，所述最小完工時間的調度目標具體為：

f＝max(min{RT1-(T1K+b1K),RT2-(T2K+b2K),...,RTj-(TjK+bjK)})

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，RTj是任務j的預設完成時間，K是任務j下工序的數量。

最小完工時間的調度目標的目標為完工時間最短，即求取裝配線上裝配任務的預計完成時間與任務要求完成時間的差值，獲取其中的最小值，使該值最大。

其中，所述工位執行約束具體為：

j1,j2∈[1,J]，k1,k2∈[1,K]，j1≠j2或k1≠k2；

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，Pjk是任務j的第k道工序，PWnt是工位Wnt上執行的工序的集合。

工位執行約束的目標為在單個工位上同一時間段內只允許執行一道工序。

其中，所述工位種類約束具體為：

PWn∈PRW；

其中，PRW是工序要求的工位種類的集合，PWn是為工序分配的工位種類。

工位種類約束的目標為分配的工位種類需滿足工序對工位的要求。

其中，所述完工時間要求約束具體為：

TjK+bjK≤RTj；

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，RTj是任務j的預設完成時間。

完工時間要求約束表示完工時間要求約束。

其中，所述工序優先級約束具體為：

其中，P1k為子工序，P2k父工序，數值0表示工序P1k與P2k之間沒有父子關係，1表示工序P1k與P2k之間存在父子關係，為工序P12的開始執行時間，為工序P21的開始執行時間，是工序P21的執行時間。

工序優先級約束的目標為獲取不同工序間是否存在順序限制，若存在順序限制，則前一順序的優先級高於後一順序的優先級。工序優先級指的是同一個任務下工序的前後順序限制，由工藝流程圖決定；在所有任務中，緊急插單的任務的優先級最高，優先分配人員、資源和工位。需要注意的是，上述緊急插單的任務的優先級最高為一般情況，工序的優先級為根據實際情況可預設的，本發明實施例並不限定緊急插單的任務的優先級一定為最高優先級。

其中，所述資源使用約束具體為：

其中，NDA表示第A個工序佔用D資源的數量，D是資源種類編號，A表示現有裝配線上工序總和，是第A1道工序的開始時間，是第A1道工序的執行時間，FDk表示第k個工序所處時間段中D資源被佔用的數量，FRDk表示D資源在第k道工序的時間段內車間中擁有的數量。

資源使用約束的目標為在任一時間段內，可重用資源的使用量不允許超過車間中現有數量。

第三實施例

參見圖3，進一步的，所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

步驟301，根據以遺傳算法為基礎的生產調度算法，及所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，對所述調度問題模型進行求解，獲得工序執行序列；

步驟302，將所述工序執行序列中的工序分配至工位，獲得工序執行時間表；

步驟303，根據裝配工藝參數及工序執行時間表，獲得資源使用時間表；

其中，所述資源使用時間表包括：可重用資源使用時間表和不可重用資源使用時間表。

調度問題模型涉及的約束多，為減少求解過程的計算量，將調度問題的求解過程分步處理，工序執行時間表是生成資源使用時間表的基礎，調度算法的求解過程可分為生成工序執行時間表(生成日作業計劃執行時間表)和資源使用時間表兩個步驟。在本發明實施例的生產調度方法中在生成工序執行時間表時再進一步處理工位和工序的關係。故首先採用遺傳算法求解，獲得工序執行序列。其中，對於生產調度算法，該算法以基礎遺傳算法為基礎，結合複雜產品裝配過程中的約束對算法進行了以下改進：1)加入篩選機制，每次迭代時根據工藝條件和車間資源約束(裝配工藝參數和實際生產約束參數)篩選出可行最優染色體和種群最優染色體，在交叉操作時，在兩點交叉法的基礎上，為保持工序種類和數量總額不變，只交替兩條染色體上相同的基因位；2)在多工位多分支的條件下，建立工序執行時間表求取機制，獲取滿足工位和工序優先級約束的工序執行時間表；3)建立資源使用時間表求取機制，在工序執行時間表的基礎上，求得滿足車間資源限制的機器、物料等資源使用時間表。

第四實施例

參見圖4，進一步的，所述根據以遺傳算法為基礎的生產調度算法，及所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，對所述調度問題模型進行求解，獲得工序執行序列的步驟，包括：

步驟401，根據裝配工藝參數，獲得工位信息和工序信息；

步驟402，依據遺傳算法，對所述工位信息和工序信息進行染色體編碼，形成第一染色體編碼，其中所述第一染色體編碼包括多個基因，每一基因包括工序可選工位信息、工序所屬線路信息、工序預設工時信息；

在本發明實施例中採用字母編碼，結合工位和工序信息形成染色體編碼，如X＝{ABACBACCB}，A、B、C分別代表一個工藝信息集合，其包含工序可選工位信息、工序所屬線路信息(所屬主輔線)、工序預設工時信息(額定工時)三部分信息，表示為A＝{HW,M,RW}。可選工位HW是工位種類集合，表示該道工序可以在哪些種類的工位上進行作業，所屬主輔線M是工序主線或者輔線的代號集合，分支匯合的工序的M集合中會有多個代號，其餘只有一個代號，額定工時RW是當前工序的額定工時。

步驟403，對所述第一染色體編碼進行染色體選擇操作，獲得第二染色體編碼；

在本發明實施例中，選擇操作採用輪賭盤選擇策略，個體適應度函數值為個體目標函數值與該代種群中最小目標函數值的差值，保證個體適應度不為負數。

步驟404，對所述第二染色體編碼上相同基因位進行染色體交叉操作，獲得第三染色體編碼；

在本發明實施例中，染色體中的基因代表工序，基因的種類和數量都是定值，在兩點交叉法的基礎上進行小幅度修改，保證基因的種類和數量在交叉前後不發生變化，在兩個父染色體的交叉片段上從前往後逐個查找相同基因進行交換，直至該種基因無法在另一個父染色體的交叉片段上找到相同基因。

步驟405，對所述第三染色體編碼上任意兩個基因位進行染色體互換變異操作，獲得第四染色體編碼；

在本發明實施例中，由於染色體中基因的種類和數目都是恆定值，無法使用基本位變異對單個基因進行變異操作。變異的主要目的是為了保證GA算法的局部搜索能力，採用染色體自身基因互換的方法，選擇染色體上的任意兩個基因，將兩個基因的位置進行互換。

步驟406，根據所述第四染色體編碼，獲得第一工序執行序列；

在本發明實施例中，染色體有工序編碼而成，故而將第四染色體編碼中的信息解讀即可得到第一工序執行序列。

步驟407，判斷所述第一工序執行序列是否滿足所述調度問題模型，當所述第一工序執行序列滿足所述調度問題模型時，確定所述第一工序執行序列為工序執行序列；

上述確定所述第一工序執行序列為工序執行序列，也就是將第一工序執行序列替換為工序執行序列。

步驟408，當所述第一工序執行序列不滿足所述調度問題模型時，重新執行所述對所述第一染色體編碼進行染色體選擇操作，獲得第二染色體編碼的步驟。

第五實施例

參見圖5，進一步的，所述將所述工序執行序列中的工序分配至工位，獲得工序執行時間表的步驟，包括：

步驟501，計算所述工序執行序列中的每一工序在可選工位的預計開工時間；

步驟502，對所述可選工位的預計開工時間進行比較並按時間順序排序，確定預計開工時間位於第一預設位置的可選工位為執行所述工序的工位；

在本文中所述的確定並非特指人為確定，例如本步驟中，確定預計開工時間位於第一預設位置的可選工位為執行所述工序的工位，即將排序表中預設順位的工位安排為執行工位，又例如步驟503中的確定，即獲得可選工位與所述工序的上一工序的執行工位間的距離，將距離最短的安排為執行工位，類似的確定均是建立在可執行的規則的基礎上。其中，對於預設位置均為根據實驗結果可預設的，例如第一預設位置則可是根據序列從前到後分配，計算該工序在每個可選工位的預計開工時間(預計開工時間為該工序前一道工序的完工時間或者是該工位上一道工序的完工時間)，選擇其中較晚者，因位於第一位的在實際執行中難以即可到達，即可開工，故而順序選擇其中較晚者，該預設位置的確定可根據實驗和實際情況確定，例如第一預設位置為排序中的第2～4位，對於下述的第二預設位置的選擇也與此類似。

步驟503，當所述可選工位的預計開工時間存在相同時間時，獲得所述可選工位與所述工序的上一工序的執行工位間的距離，確定距離最短的工位為執行所述工序的工位；

步驟504，當所述工序為任一支線的第一道工序時，確定所述支線的第一道工序的開工時間為所述支線的第一道工序在所述工序執行序列中的上一工序的完工時間；

步驟505，當所述工序為任一主線或輔線的第一道工序時，確定執行所述工序的工位的上一工序的完工時間為所述工序的開工時間；

步驟506，當所述工序為分支匯合節點的工序時，對匯合至所述節點的工序的完工時間進行排序，確定第二預設位置的工序的完工時間為所述工序的開工時間；

步驟507，根據所述開工時間，獲得工序執行時間表。

在本發明實施例中，工序執行序列已經通過遺傳算法求得，將該序列上的工序按照規則分配到各個工位，進而求得工序執行時間表。分配規則：1)選擇可行最早開工時間，根據序列從前到後分配，計算該工序在每個可選工位的預計開工時間(預計開工時間為該工序前一道工序的完工時間或者是該工位上一道工序的完工時間)，選擇其中較晚者，如果該工序在兩個或兩個以上的工位都具有相同的最早完工時間，則選擇離上一道工序執行工位較近的工位；2)任意支線的第一道工序的開工時間為前一道工序的完工時間，如若該工序是主線或者輔線上的第一道工序，則直接採用所選工位上一道工序的完工時間；3)分支匯合節點的開工時間計算，分支匯合節點的開工時間不僅需要考慮所選工位上一道工序的完工時間和主線的上一道工序的完工時間，還要比較不同分支的上一道工序的完工時間，選擇其中較晚者作為開工時間。

第六實施例

參見圖6，進一步的，所述根據裝配工藝參數及工序執行時間表，獲得資源使用時間表的步驟包括：

步驟601，根據所述工序執行時間表，獲取每一工序的開工時間和完工時間；

步驟602，確定位於每一工序的開工時間和完工時間之間的預設時間點為每一工序的資源變動點，獲取每一資源變動點的資源變動數據；

步驟603，根據所述資源變動數據，獲取第一資源使用時間表；

步驟604，判斷所述第一資源使用時間表是否滿足所述調度問題模型，當所述第一資源使用時間表滿足所述調度問題模型時，將所述第一資源使用時間表替換為資源使用時間表；

步驟605，當所述第一資源使用時間表不滿足所述調度問題模型時，根據所述第四染色體編碼，獲得第二工序執行序列，根據所述第二工序執行序列，獲取工序執行時間表，重新執行所述根據所述工序執行時間表，獲取每一工序的開工時間和完工時間的步驟，其中，所述第二工序執行序列的優先級小於所述第一工序執行序列的優先級。

在本發明實施例中，由於裝配工藝參數(工藝文件)中對所需人員數量、物料、機器設備等工藝基礎信息有明確的要求，根據工序執行時間表分步求得各類資源使用時間表，以人員派工時間表和物料配送時間表為例，獲取工序執行時間表中各工序的開工時間Ps和完工時間Pe作為時間點，以時間點T作為資源變動點，遍歷工序，當Ps≤T<Pe時，記錄該工序的人員和物料的「種類」和數量，統計資源變動點的工序資源記錄，生成資源使用時間表。將資源使用時間表與車間資源進行匹配，如無法滿足車間資源限制，則選擇種群中次優染色體再一次計算(在本發明實施例中，上述工序執行序列即最優染色體解碼獲得，當該最優染色體不滿足調度問題模型時，即使用次優染色體進行計算，直至滿足條件，其中，對於最優染色體和次優染色體，在本發明實施例中的遺傳算法計算後已全部獲得，無需再次運算)，求取最優染色體，如此循環往復。

第七實施例

參見圖7，進一步的，當所述工序執行變動信息為工序執行時間變動時，所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

步驟701，將位於執行時間變動的工序後的工序按變動時間依次移動，並形成第二工序執行時間表；

步驟702，判斷所述第二工序執行時間表是否滿足所述調度問題模型，當所述第二工序執行時間表滿足所述調度問題模型時，將所述第二工序執行時間表替換為工序執行時間表，並更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

步驟703，當所述第二工序執行時間表不滿足所述調度問題模型時，重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

在本發明實施例中，對於工序執行時間變動，將後續工序依次移動，形成滿足約束要求的時間表，如果無法通過微調獲得新時間表(即獲得的不滿足調度問題模型)，則重新計算。

第八實施例

參見圖8，進一步的，當所述工序執行變動信息為工序暫停時，所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

步驟801，判斷暫停工序的前後工序是否存在跨序操作工序；

步驟802，當存在跨序操作工序時，對所述跨序操作工序及未完成工序重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

步驟803，當不存在跨序操作工序時，對不包括所述暫停工序及與所述暫停工序相關的工序的未完成工序重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

步驟804，當所述暫停工序恢復時，將所述暫停工序及與所述暫停工序相關的工序作為工序新增，執行所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟。

在本發明實施例中，對於工序暫停，由於難以確定工序的暫停時間，在生成新的時間表時，不計算該工序所屬任務，直到「被暫停工序」恢復，將其作為新任務插入到時間表中，重新計算。車間管理人員指定跨序操作工序，被選擇的工序加入時間表執行重調度(即前述的更新)。

第九實施例

參見圖9，進一步的，當所述工序執行變動信息為工序新增或工序取消時，所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，包括：

步驟901，當新增工序或取消工序時，重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

在本發明實施例中，對於工序新增和工序取消，一旦發生工序新增和工序取消，則直接進行重調度計算(即前述更新)，生成新的時間表。

參見圖10至圖13，下述為對本發明實施例的生產調度方法的驗證，設定三個任務(對應圖10～12)，確定完成任務所需的額定工時、工位、人員、物料等數據，如圖10～13和表2和表4所示，車間資源條件能否滿足生產要求，將直接決定調度的結果是否可行。首先，在不考慮資源限制的情況下生成最優調度方案，其次，在考慮可重用資源(人員)和不可重用資源(物料)下，生成可行最優調度方案，用於理想環境下調度方案的實施，車間資源限制如表4所示。

表2人員、工位的需求表

表3物料、額定工時表

表4車間資源限制

設定初始調度方案(即第一次調度，未包括工序執行變動信息)中遺傳算法的相關變量，其中迭代次數為50、種群數量為60、交叉概率0.7、變異概率為0.05，運算結果中的最優染色體的適應度曲線如圖13所示。可行最優染色體的適應度和最優染色體的適應度之間有著較大差距，選取各自適應度最高點，生成對應的調度時間表，如表5所示。求得人員需求時間表和物料需求時間表，通過比對資源使用時間表和車間資源限制，車間資源滿足所求得的人員需求時間表，但無法滿足物料需求時間表，在工序3-7開工時，所需物料17還未能採購到位，阻礙了該工序的執行。

表5最優染色體的工序執行時間表

物料缺失使得工序暫停，打亂時間表的執行，觸發了時間表的重調度流程(即產生工序執行變動信息，需更新所述工序執行時間表和資源使用時間表)，獲取各工位的最早可開工時間和需重調度工序集，使用調度算法再次進行計算。在最優染色體的工序時間表中，工序3-7在物料缺失時暫停，經由車間管理人員裁定工序3-8和工序3-9可以進行跨序操作，未開工工序為開始時間大於42小時的工序，在時間表中，只有工序3-8和3-9是未開工工序，獲取各工位最早開工時間，工位1的最早開工時間為第42小時，工位2的最早開工時間為第42小時，工位3的最早開工時間為第47小時，重新計算後，工序3-8的執行時間是[42，45]，工序3-9的執行時間是[47，48]，工序3-7的執行時間是[50，56]。

在該實施例中只考慮了人員和物料約束，但包含了對可重用資源和不可重用資源的兩種不同的處理方式，可進一步擴展機器設備等資源限制，算法對車間現場複雜資源環境限制具備擴展能力。

第十實施例

參見圖14，本發明實施例提供了一種生產調度系統，包括：工藝信息模塊1、裝配任務模塊2和生產執行模塊3，

其中，所述工藝信息模塊1包括：第一獲取單元11，所述第一獲取單元11用於獲取當前生產裝配任務的裝配工藝參數和實際生產約束參數；

所述裝配任務模塊2包括：第二獲取單元21，所述第二獲取單元21用於根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述調度問題模型中包括：最小完工時間的調度目標、工位執行約束、工位種類約束、完工時間要求約束、工序優先級約束和資源使用約束；

所述生產執行模塊3包括：生成單元31，所述生成單元31用於依據所述工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息。

其中，工藝基礎信息模塊用於工藝師編制工藝文件，將工藝結構化信息輸入並存儲到系統中，工藝基礎信息包括工藝流程圖、工藝資源需求、工序基礎信息等。工藝流程圖模塊表示工序之間的優先級關係，工藝的資源需求信息主要有執行該工序所需的零件、標準件、工裝工具、輔助材料、儀器設備和元器件信息，工序基礎信息包含額定工時、工位、工種、人員數量等信息。

進一步的，所述第二獲取單元21用於根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表中，所述第二獲取單元21包括：

第三獲取單元，用於獲取當前生產裝配任務的工序執行變動信息；

更新單元，用於根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

其中，所述工序執行變動信息包括：工序執行時間變動、工序暫停、工序新增和工序取消。

進一步的，所述最小完工時間的調度目標具體為：

f＝max(min{RT1-(T1K+b1K),RT2-(T2K+b2K),...,RTj-(TjK+bjK)})

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，RTj是任務j的預設完成時間，K是任務j下工序的數量。

進一步的，所述工位執行約束具體為：

j1,j2∈[1,J]，k1,k2∈[1,K]，j1≠j2或k1≠k2；

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，Pjk是任務j的第k道工序，PWnt是工位Wnt上執行的工序的集合。

進一步的，所述工位種類約束具體為：

PWn∈PRW；

其中，PRW是工序要求的工位種類的集合，PWn是為工序分配的工位種類。

進一步的，所述完工時間要求約束具體為：

TjK+bjK≤RTj；

其中，TjK是任務j的最後一道工序的開始時間，bjK是任務j的最後一道工序的預設執行時間，RTj是任務j的預設完成時間。

進一步的，所述工序優先級約束具體為：

其中，P1k為子工序，P2k父工序，數值0表示工序P1k與P2k之間沒有父子關係，1表示工序P1k與P2k之間存在父子關係，為工序P12的開始執行時間，為工序P21的開始執行時間，是工序P21的執行時間。

進一步的，所述資源使用約束具體為：

其中，NDA表示第A個工序佔用D資源的數量，D是資源種類編號，A表示現有裝配線上工序總和，是第A1道工序的開始時間，是第A1道工序的執行時間，FDk表示第k個工序所處時間段中D資源被佔用的數量，FRDk表示D資源在第k道工序的時間段內車間中擁有的數量。

進一步的，所述第二獲取單元21用於根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表中，所述第二獲取單元21包括：

第四獲取單元，用於根據以遺傳算法為基礎的生產調度算法，及所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，對所述調度問題模型進行求解，獲得工序執行序列；

第五獲取單元，用於將所述工序執行序列中的工序分配至工位，獲得工序執行時間表；

第六獲取單元，用於根據裝配工藝參數及工序執行時間表，獲得資源使用時間表；

其中，所述資源使用時間表包括：可重用資源使用時間表和不可重用資源使用時間表。

進一步的，所述第四獲取單元用於根據以遺傳算法為基礎的生產調度算法，及所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，對所述調度問題模型進行求解，獲得工序執行序列中，所述第四獲取單元包括：

第一獲取子單元，用於根據裝配工藝參數，獲得工位信息和工序信息；

編碼單元，用於依據遺傳算法，對所述工位信息和工序信息進行染色體編碼，形成第一染色體編碼，其中所述第一染色體編碼包括多個基因，每一基因包括工序可選工位信息、工序所屬線路信息、工序預設工時信息；

選擇單元，用於對所述第一染色體編碼進行染色體選擇操作，獲得第二染色體編碼；

交叉單元，用於對所述第二染色體編碼上相同基因位進行染色體交叉操作，獲得第三染色體編碼；

變異單元，用於對所述第三染色體編碼上任意兩個基因位進行染色體互換變異操作，獲得第四染色體編碼；

第二獲取子單元，用於根據所述第四染色體編碼，獲得第一工序執行序列；

第一判斷單元，用於判斷所述第一工序執行序列是否滿足所述調度問題模型，當所述第一工序執行序列滿足所述調度問題模型時，確定所述第一工序執行序列為工序執行序列，

當所述第一工序執行序列不滿足所述調度問題模型時，重新執行所述對所述第一染色體編碼進行染色體選擇操作，獲得第二染色體編碼的步驟。

進一步的，所述第五獲取單元用於將所述工序執行序列中的工序分配至工位，獲得工序執行時間表中，所述第五獲取單元包括：

計算單元，用於計算所述工序執行序列中的每一工序在可選工位的預計開工時間；

確定單元，用於對所述可選工位的預計開工時間進行比較並按時間順序排序，確定預計開工時間位於第一預設位置的可選工位為執行所述工序的工位，

當所述可選工位的預計開工時間存在相同時間時，獲得所述可選工位與所述工序的上一工序的執行工位間的距離，確定距離最短的工位為執行所述工序的工位，

當所述工序為任一支線的第一道工序時，確定所述支線的第一道工序的開工時間為所述支線的第一道工序在所述工序執行序列中的上一工序的完工時間，

當所述工序為任一主線或輔線的第一道工序時，確定執行所述工序的工位的上一工序的完工時間為所述工序的開工時間，

當所述工序為分支匯合節點的工序時，對匯合至所述節點的工序的完工時間進行排序，確定第二預設位置的工序的完工時間為所述工序的開工時間；

第三獲取子單元，用於根據所述開工時間，獲得工序執行時間表。

進一步的，所述第六獲取單元用於根據裝配工藝參數及工序執行時間表，獲得資源使用時間表中，所述第六獲取單元包括：

第四獲取子單元，用於根據所述工序執行時間表，獲取每一工序的開工時間和完工時間；

第五獲取子單元，用於確定位於每一工序的開工時間和完工時間之間的預設時間點為每一工序的資源變動點，獲取每一資源變動點的資源變動數據；

第六獲取子單元，用於根據所述資源變動數據，獲取第一資源使用時間表；

第二判斷單元，用於判斷所述第一資源使用時間表是否滿足所述調度問題模型，當所述第一資源使用時間表滿足所述調度問題模型時，將所述第一資源使用時間表替換為資源使用時間表，

當所述第一資源使用時間表不滿足所述調度問題模型時，根據所述第四染色體編碼，獲得第二工序執行序列，根據所述第二工序執行序列，獲取工序執行時間表，重新執行所述根據所述工序執行時間表，獲取每一工序的開工時間和完工時間的步驟，其中，所述第二工序執行序列的優先級小於所述第一工序執行序列的優先級。

進一步的，當所述工序執行變動信息為工序執行時間變動時，所述更新單元用於根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表，所述更新單元還用於：

將位於執行時間變動的工序後的工序按變動時間依次移動，並形成第二工序執行時間表；

判斷所述第二工序執行時間表是否滿足所述調度問題模型，當所述第二工序執行時間表滿足所述調度問題模型時，將所述第二工序執行時間表替換為工序執行時間表，並更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

當所述第二工序執行時間表不滿足所述調度問題模型時，重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

進一步的，當所述工序執行變動信息為工序暫停時，所述更新單元用於根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表，所述更新單元還用於：

判斷暫停工序的前後工序是否存在跨序操作工序；

當存在跨序操作工序時，對所述跨序操作工序及未完成工序重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

當不存在跨序操作工序時，對不包括所述暫停工序及與所述暫停工序相關的工序的未完成工序重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表；

當所述暫停工序恢復時，將所述暫停工序及與所述暫停工序相關的工序作為工序新增，執行所述根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表的步驟。

進一步的，當所述工序執行變動信息為工序新增或工序取消時，所述更新單元用於根據所述工序執行變動信息，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表，所述更新單元還用於：

當新增工序或取消工序時，重新執行所述根據所述裝配工藝參數和實際生產約束參數，並依據預先設定的調度問題模型，獲得當前生產裝配任務的工序執行時間表和資源使用時間表的步驟，並根據重新獲取的工序執行時間表和資源使用時間表，更新所述工序執行時間表和資源使用時間表。

綜上，本發明實施例有效解決了複雜產品離散裝配難的問題，通過預先構建的調度問題模型給出針對複雜產品離散裝配車間的工序執行時間表和資源使用時間表，並根據工序執行時間表和資源使用時間表生成裝配調度信息，滿足了複雜產品離散裝配車間的調度。同時，本發明實施例還根據可能發生的工序執行變動信息對工序執行時間表和資源使用時間表進行更新，進而生成更新後的裝配調度信息，滿足了離散裝配車間的複雜調度，可以有效提高離散裝配車間生產效率。

還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。