金 阳，蒋增强，鄂明成

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044)



信息物理融合生产系统动态任务调度研究

金 阳，蒋增强，鄂明成

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044)

为使制造系统适应当前多品种、小批量市场需求，有关CPPS的生产系统构架和运行优化技术成为当前研究热点。首先通过分析CPPS的研究背景和任务调度现状，研究了CPPS的动态任务调度方法。该方法首先利用Petri网，建立了系统运行的逻辑模型；其次设计了系统中任务的表达形式和匹配方法，使得系统能够自动接受、分析并执行任务；再次为保证分布式系统的整体运行效果，设计了一种基于动态决策中心的双层决策模式，并对其中的运行指标和调度规则进行了说明；最后通过实例验证，证明了所提出的策略不仅可以满足系统的生产需求，而且能够保证各项指标的优化。

信息物理融合生产系统；动态任务调度；Petri网；双层决策模式

随着当今科学技术的快速发展，制造业正在面临变革，其中以德国提出的“工业4.0”为代表。“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命，通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统(cyber-physical systems, CPS)相结合的手段，实现新的生产组织系统[1]，即信息物理融合生产系统(cyber-physical production systems, CPPS)。CPPS是一种利用CPS相关技术，依赖不同设备上的嵌入式设备，不断通过计算通信而形成并发式网络，从而在复杂生产环境和需求多变的情况下增加工业生产系统的灵活性和自适应性，实现现代工业制造的个性化、高效化的生产系统[2-4]。……