Dynamic MPC-based scheduling in a smart manufacturing system problem

流水车间调度 计算机科学 作业车间调度 动态优先级调度 公平份额计划 单调速率调度 数学优化 两级调度 调度(生产过程) 分布式计算 模型预测控制 抽奖日程安排 实时计算 人工智能 嵌入式系统 数学 控制(管理) 计算机网络 地铁列车时刻表 布线(电子设计自动化) 服务质量 操作系统
作者
Alessandro Bozzi,Simone Graffione,Roberto Sacile,Enrico Zero
出处
期刊:IEEE Access [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11: 141987-141996 被引量:1
标识
DOI:10.1109/access.2023.3341504
摘要

This paper introduces a dynamic scheduling algorithm designed to minimize makespan within a smart manufacturing system, accommodating delays in the production process. The proposed approach relies on Model Predictive Control (MPC) principles and adapts flow-shop scheduling theory to solve an open-shop scheduling problem. It aims to strike a balance between the ideal, delay-free solution and robustness in the case of processing time delays. By combining MPC theory with flow-shop scheduling, the algorithm offers a robust approach to open-shop scheduling problems, even with uncertain processing times. Iterated upon the arrival of each new job on the shop floor, the algorithm incorporates a control horizon to predict impending job arrivals and seamlessly integrates them into the scheduling process. Efficiency is examined through a comprehensive case study, where it is compared against a similar, offline scheduling algorithm. This novel method not only optimizes scheduling but also adapts to dynamic scenarios, reducing the computational demand and the information needed to optimize the production process, thus making it suitable for agile manufacturing environments. The results demonstrate the algorithm’s efficacy in achieving competitive scheduling performance with nearly the same makespan as the offline algorithm, while accounting for uncertainties in processing times. A robustness analysis confirms the reliability of the proposed approach, showing an average improvement of 5% in makespan across different delay magnitudes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
RAE完成签到,获得积分10
1秒前
端庄的凌旋完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
饼饼发布了新的文献求助10
3秒前
汤圆有奶瓶完成签到,获得积分10
4秒前
于建国完成签到,获得积分10
4秒前
Seraph完成签到,获得积分10
4秒前
oblivious完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
周雪峰发布了新的文献求助10
7秒前
打打应助不死鸟采纳,获得10
7秒前
9秒前
iVzz发布了新的文献求助10
9秒前
茉莉花发布了新的文献求助10
10秒前
打打应助tough采纳,获得10
12秒前
hoyden完成签到,获得积分10
13秒前
清歌r丶完成签到 ,获得积分10
13秒前
网易邮箱完成签到,获得积分10
14秒前
bonnie发布了新的文献求助10
15秒前
shi完成签到,获得积分10
15秒前
彭于晏应助热比采纳,获得10
16秒前
18秒前
orixero应助lyc采纳,获得10
18秒前
Wayne完成签到,获得积分10
18秒前
一叶完成签到 ,获得积分10
18秒前
22秒前
22秒前
taster发布了新的文献求助10
24秒前
小蘑菇应助勤劳的曼易采纳,获得10
25秒前
27秒前
简单的萝关注了科研通微信公众号
27秒前
百里冰香发布了新的文献求助10
28秒前
雏菊发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
CBP完成签到,获得积分10
29秒前
taster完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
31秒前
31秒前
august发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
Cleopatra : A Reference Guide to Her Life and Works 500
Fundamentals of Strain Psychology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6341506
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8156814
关于积分的说明 17144651
捐赠科研通 5397735
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2859349
邀请新用户注册赠送积分活动 1837285
关于科研通互助平台的介绍 1687273