8135

Планирование действий в реальном мире. Условное планирование. Непрерывное планирование

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Планирование действий в реальном мире. Условное планирование. Непрерывное планирование. В ряде реальных проблемных областей необходимо указание времени начала и окончания действий. Например, в проблемной области транспортировки грузов...

Русский

2015-02-01

45.5 KB

5 чел.

Планирование действий в реальном мире.

Условное планирование. Непрерывное планирование.

В ряде реальных проблемных областей необходимо указание времени начала и окончания действий. Например, в проблемной области транспортировки грузов может потребоваться знать, когда именно прибывает самолет, перевозящий некоторый груз.

Для выполнения задач планирования производства требуется осуществление ряда работ, каждая из которых состоит из последовательности действий, имеющих определенную продолжительность и требующих определенных ресурсов. Требуется разработка расписания, минимизирующего общее время, требуемое для выполнения всех работ, при соблюдении ограничений на ресурсы.

Рассмотрим упрощенную задачу сборки автомобиля, предусматривающую две работы: сборка автомобилей C1 и C2. Каждая работа состоит из трех действий: установка двигателя, установка колес и проверка результатов. Предположим, что двигатель должен устанавливаться в первую очередь, а проверка, безусловно, должна проводиться в последнюю очередь.

В тексте программы на языке CLIPS, приведенном ниже, используются следующие шаблоны для спецификации неупорядоченных фактов:

engine – спецификация факта начала установки двигателя e на шасси c с плановым временем t,

wheels – спецификация факта начала установки колес w на шасси c за время t,

chassis – спецификация факта использования шасси c,

enginein – спецификация факта окончания установки двигателя на шасси c,

wheelson – спецификация факта окончания установки колес на шасси c,

done – спецификация факта окончания поверки автомобиля, собранного на шасси c.

Правила addengine, addwheels и inspect описывают, соответственно, действия по установке двигателя, колес и проверке.

(deftemplate engine

(slot e (type SYMBOL))

(slot c (type SYMBOL))

(slot t (type INTEGER))

)

(deftemplate wheels

(slot w (type SYMBOL))

(slot c (type SYMBOL))

(slot t (type INTEGER))

)

(deftemplate chassis

(slot c (type SYMBOL))

)

(deftemplate enginein

(slot c (type SYMBOL))

)

(deftemplate wheelson

(slot c (type SYMBOL))

)

(deftemplate done

(slot c (type SYMBOL))

)

(deftemplate goal

(slot current-task (type SYMBOL))

)

(deffacts init

(engine (e E1)(c C1)(t 30))

(engine (e E2)(c C2)(t 60))

(wheels (w W1)(c C1)(t 30))

(wheels (w W2)(c C2)(t 15))                

(chassis (c C1))

(chassis (c C2))

)

(defrule init-system

(initial-fact)

=>

(assert (goal(current-task find)))

)

(defrule addengine

(engine (e ?e)(c ?c)(t ?d))

(chassis (c ?c))

(not (enginein (c ?c)))

(goal (current-task find))

=>

(assert (enginein(c ?c)))

(printout t crlf "addengine " ?e " " ?c " " ?d)

)

(defrule addwheels

(enginein (c ?c))

(wheels (w ?w)(c ?c)(t ?d))

(chassis (c ?c))

(goal (current-task find))

=>

(assert (wheelson(c ?c)))

(printout t crlf "addwheels " ?w " " ?c " " ?d)

)

(defrule inspect

(enginein (c ?c))

(wheelson(c ?c))

(chassis (c ?c))

(goal (current-task find))

=>

(assert (done(c ?c)))                      

(printout t crlf "inspect " ?c " 10")

)

(defrule finish-process

(done (c C1))

(done (c C2))

?goal-ptr <- (goal (current-task find))

=>

(retract ?goal-ptr)

(printout t crlf "Solution found" crlf)

)

Далее показан результат выполнения программы в среде CLIPS с использованием стратегии “в глубину” (depth). Так как действия по сборке обоих автомобилей лишь частично упорядочены, то есть действия, относящиеся к разным автомобилям, могут производиться параллельно, то полученный план можно изобразить так, как показано на рисунке 1. Продолжительность каждого действия обозначена в нижней части каждого прямоугольника, а значения самого раннего и самого позднего времени начала, показаны в верхней левой части.

addengine E1 C1 30

addwheels W1 C1 30

inspect C1 10

addengine E2 C2 60

addwheels W2 C2 15

inspect C2 10

Solution found

Рис.1

Для преобразования этой задачи в задачу составления расписания, необходимо определить, когда должно начаться и закончиться каждое действие, с учетом продолжительности действия, а также их упорядочения. Определив частичное упорядочение действий с учетом их продолжительности, можно применить метод критического пути для выяснения допустимых значений времени начала и окончания каждого действия.


[0,0]

Start

0,15]

addengine1

30

[30,45]

addwheels1

30

[60,75]

inspect1

10

[85,85]

Finish

[0,0]

addengine2

60

[60,60]

addwheels2

15

[75,75]

inspect2

10