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4.3第三种具体情况的求解

4.3.1故障判断和维修时间的确定模型

针对第三种具体情况，我们首先确定故障判断和维修时间的实现。

对于故障判断，我们选择为每一个CNC工作的时刻生成一个从0到100的随机数a，如果生成的随机数a<1，即该时刻会发生故障。

而对于维修时间，我们同样采用了随机数的方法，生成了一个从600到1200的随机数b，b代表该次维修所花的秒数。

4.3.2基于智能RGV动态过程的改进模型

在这个模型中，我们对RGV与CNC赋予了更多的智能，使得它们能够识别故障行为。具体过程为：当利用贪心算法确定最优解时，我们会进行最优解是否故障的判断，如果判断为真，则跳过该解，重新进行利用贪心算法确定优解的步骤。如果判断为假，则按照4.1,4.2的模型继续进行调度。当调度过程进行至上下料完成时刻，我们会对CNC进行一次故障判断，如果判断为真，则进入维修操作，如果判断为假，则重新进行利用贪心算法确定优解的步骤。算法流程图如下图所示：

图7

对于这种模型，我们进行了C++的代码实现，得到了RGV的调度策略和系统的作业效率。针对结果，我们发现故障的发生基本服从泊松过程，且故障发生之后调度策略会发生极大的变化，而产量也会下降，与我们的预期相同。

/*------------------------CNC.h-----------------------*/#pragma onceclass CNC{private:	int number;   //CNC编号	int position; //CNC位置	int count;    //CNC剩余工作时间	int n;        //加工物序列号	int flag;     //CNC当前状态，1故障，0正常public:	CNC(int num, int pos);	void countdown(int tem);	friend class RGV;};/*------------------------CNC.cpp-----------------------*/#include "stdafx.h"#include "CNC.h"using namespace std;CNC::CNC( int num, int pos){	number = (num > 0) ? num : ERROR;	position = (pos >= 0) ? pos : ERROR;	count = 0;	n = 0;	flag = 0;}void CNC::countdown(int temp){	if (count > temp) {		count -= temp;	}	else {		count = 0;		if (flag) {			flag = 0; //恢复正常			cout << "CNC#" << number << "恢复正常" << endl;		}	}}/*------------------------RGV.h-----------------------*/#pragma once#include "CNC.h"class RGV{private:	int position; //rgv当前位置	int now_cnc;   //当前目标	int rgv_flag;  //rgv_flag,1有熟料,0无public:	int t_time; //总用时	int scr_times; //报废次数	int sum; //加工熟料总数	RGV();	void Init(CNC *p); //第一轮初始化	int posCalculate(int pos1, int pos2); //计算RGV移动时间	void move(CNC *p); //RGV移动	void load(CNC *p); //RGV上下料	void clean(CNC *p);//RGV清洗	void wait(CNC *p);//RGV等待	void repair(CNC *p);//RGV故障修复};/*------------------------RGV.cpp-----------------------*/#include "stdafx.h"#include "RGV.h"#define STEP1 23#define STEP2 41#define STEP3 59#define CNC_WORKTIME 580#define CNC1 30#define CNC0 35#define CLEAN 30#define CNCNUMBER 8using namespace std;int n = 0;     //加工物序列号RGV::RGV() {	position = 0;	now_cnc = 1;	rgv_flag = 0;	t_time = 0;	scr_times = 0;	sum = 0;}void RGV::Init(CNC *p){	CNC* ptr = p;	for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, now_cnc++) //所有CNC剩余时间 - rgv移动时间	{		int temp = posCalculate(position, (p + now_cnc - 1)->position);		if (temp) {			t_time += temp;			CNC*ptr1 = p;			for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, ptr1++) //所有CNC剩余时间 - rgv移动时间			{				ptr1->countdown(temp);			}		}		load(p);		position = (p + now_cnc - 1)->position;	}}int RGV::posCalculate(int pos1, int pos2)//RGV移动时间计算{	switch (abs(pos1 - pos2))	{	case 3: return STEP3; 	case 2: return STEP2; 	case 1: return STEP1; 	case 0: return 0; 	default: return ERROR;	}}void RGV::move(CNC *p)//RGV移动{	CNC* ptr = p;	int time1 = 10000;//最少时间	int time2 = 0;    //当前时间	int next_cnc = 1;	for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, ptr++)	{		if (!(ptr->flag)) {			int postime = posCalculate(position, ptr->position);			time2 = ptr->count + postime;//CNC工作剩余时间 + RGV移动到当前位置时间			if (time1 > time2) {				time1 = time2;				next_cnc = ptr->number;			}		}		else continue;	}	if (now_cnc != next_cnc) {//当前对象不是最优对象，移动		int temp = posCalculate(position, (p + next_cnc - 1)->position);		if (temp) {			t_time += temp;			CNC*ptr1 = p;			for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, ptr1++) //所有CNC剩余时间 - rgv移动时间			{				ptr1->countdown(temp);			}		}		position = (p + next_cnc - 1)->position;		now_cnc = next_cnc;	}	//cout << "position" << position << '\t' << "now_cnc" << now_cnc << endl;  //test	wait(p);}void RGV::load(CNC *p)//RGV上下料{	CNC* ptr = p + now_cnc - 1; //此处数组下标和CNC编号要注意！	int temp = 0;	cout << t_time << '\t' << '\t' << ptr->n << '\t' << '\t' << ++n << '\t' << now_cnc << endl;	if ((ptr->number % 2) == 1) {		temp = CNC1;	}	else {		temp = CNC0;	}	t_time += temp;	CNC*ptr1 = p;	for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, ptr1++) //所有CNC剩余时间 - rgv移动时间	{		ptr1->countdown(temp);	}	ptr->n = n;	ptr->count = CNC_WORKTIME;	rgv_flag = 1;}void RGV::clean(CNC* p)//RGV清洗{		sum++;		int temp = CLEAN;		t_time += temp;		CNC*ptr1 = p;		for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, ptr1++) //所有CNC剩余时间 - rgv移动时间		{			ptr1->countdown(temp);		}}void RGV::wait(CNC* p){	CNC* ptr = p + now_cnc - 1;	if (ptr->count) {		int temp = ptr->count;		t_time += temp;		CNC*ptr1 = p;		for (int i = 0; i < CNCNUMBER; i++, ptr1++) //所有CNC剩余时间 - rgv移动时间		{			ptr1->countdown(temp);		}		ptr->count = 0;	}	else return;}void RGV::repair(CNC *p){	CNC*ptr = p + now_cnc - 1;	double rand_num  = rand() % 100;      //生成随机数 	if (rand_num < 1.0) { //故障概率0.01		scr_times++;		cout << t_time << '\t' << n << "号物料报废" << '\t' << "CNC#" << ptr->number << "发生故障" << endl;		ptr->flag = 1;	//故障		int repair_time = rand() % 600 + 600;		ptr->count = repair_time;	}	else return;}/*------------------------main.cpp--------------------------*/// main.cpp: 定义控制台应用程序的入口点。//#include "stdafx.h"#include "RGV.h"#include "CNC.h"#define CNCNUMBER 8#define TIME 28800using namespace std;int main(){	RGV rgv;	CNC cnc[CNCNUMBER] = {		CNC(1,0), CNC(2,0), CNC(3,1), CNC(4,1),		CNC(5,2), CNC(6,2), CNC(7,3), CNC(8,3) };	CNC *pCNC = cnc;	cout <<"时间" << '\t' << "下料开始" << '\t' << "上料开始" << '\t' << "CNC#" << endl;		/*第一轮	仅需考虑RGV“移动”和“上下料”动作*/	rgv.Init(pCNC);		/*第(n+1)轮	RGV循环“移动”，“上下料”和“清洗”动作*/	while (rgv.t_time <= TIME) 	{		rgv.move(pCNC);		rgv.load(pCNC);		rgv.repair(pCNC);		rgv.clean(pCNC);	}	cout << "生成熟料总数：" << rgv.sum-rgv.scr_times << endl;	cout << "发生故障次数" << rgv.scr_times << endl;	system("pause");	return 0;}

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