SkyEngine(天工) 是一个面向柔性制造系统(FMS)的 仿真—调度一体化平台,核心目标是:
以高保真仿真为验证闭环,将调度算法从“离线求解器”提升为“可落地的生产决策系统”。
系统面向 智能制造、调度算法研究、数字孪生验证 等场景,强调:
- 算法与工程解耦
- 仿真与调度闭环
- 复杂制造系统的可扩展建模能力
在实际柔性制造场景中,传统调度系统普遍存在以下结构性问题:
- 算法与业务强耦合 调度算法嵌入业务逻辑,难以替换、对比与复现
- 多目标与动态性不足 难以同时处理工期、负载、路径、异常等多目标约束
- 仿真与真实执行割裂 调度结果无法在高一致性仿真中验证
- 算法研究难以工程化 学术算法缺乏运行环境与接口标准
天工系统的核心思想是:
通过“算法环境层 × 服务层”两层架构,将调度算法工程化、平台化。
┌──────────────────────────────┐
│ 服务层 │
│ · API / 状态管理 / 可视化 │
│ · 工厂生命周期管理 │
│ · 仿真状态流式输出 (SSE) │
└──────────────┬───────────────┘
│
┌──────────────▼───────────────┐
│ 环境算法层 │
│ · 调度 / 分配 / 路径规划 │
│ · 工厂仿真环境 │
│ · 事件驱动与指标采集 │
└──────────────────────────────┘
关键原则:
- 服务层 不关心算法实现
- 算法层 不依赖具体业务接口
- 两者通过稳定的 Factory / Proxy 接口交互
服务层是系统的工程入口,负责:
- 对外提供 REST API
- 管理工厂实例生命周期(启动 / 暂停 / 重置)
- 维护仿真运行状态
- 向前端 实时推送状态与指标(SSE)
核心抽象:
- FactoryProxy:工厂代理,桥接算法层
- Server:统一 API 与运行控制入口
服务层本身不包含任何调度决策逻辑。
算法层是系统的研究与决策核心,包含三类能力:
- 提供可运行的制造系统仿真
- 支持多 AGV、多机器、多任务
- 事件驱动、可回放、可指标化
系统内置一类测试用的工厂范式:
- StaticFactoryProxy:静态场景,用于规范展示,支持前端展示的一切功能。
其余工厂组件以插件形式自行添加,当前支持:
- GridFactory: 网格场景,用于探索多智能体寻路与任务分配的联合任务。
算法环境本身被拆分为 可插拔组件:
- Job Solver:工序调度
- Assigner:任务—资源分配
- Route Solver:AGV 路径规划
- Coordinator:多决策结果整合
每一类组件均支持多算法实现,并通过统一接口接入。
- 统一事件系统
- 指标监控与采集
- 支持拥堵、工期、负载、路径等分析
- 所有算法环境遵循统一接口
- 可并行对比、快速替换
- 支持从规则方法到学习模型
- 所有调度策略必须在仿真中运行
- 支持异常注入、动态扰动
- 避免“纸面最优”的算法幻觉
- 调度不是单一求解问题
- 而是工序、运输、资源的联合决策
- 通过 Coordinator 实现分层协同
- 支持 JobShop / FMS 场景
- 支持多 AGV 路径规划(MAPF)
- 支持多种调度策略与智能体
- 支持实时仿真与可视化
- 支持状态持久化与对比实验
- 支持研究算法直接工程运行
依据假设创建了不同的强化学习环境,若想进行不同的柔性产线算法研究,请了解以下环境的相关信息,并针对化部署。
| 强化学习环境 | 描述 | 部署指南 |
|---|---|---|
| GridFactory | 用于研究 JSSP + MAPF 的网格环境 | GridFactory |
| PacketFactory | 非网格环境 | PacketFactory |
- 调度与运筹优化研究者
- 智能制造 / 数字孪生方向
- 多智能体路径规划研究
- 希望将算法“展示出来”的工程/科研人员
若您想进一步深入探索系统,请参考 docs,其包括了用户指南与开发者指南两个部分
2026-01 · v1.0.0 正式版
完成仿真—调度—服务—可视化的端到端闭环,架构接口稳定,系统进入可扩展、可复现的稳定阶段。
2025-12 · v0.9.0
完成算法层与服务层解耦,引入 Factory Proxy 与统一指标系统,平台化架构基本成型。
2025-10 · v0.8.0
确立 Factory 为核心抽象,引入 Coordinator,实现工序调度、任务分配与路径规划的分层协同。
2025-08 · v0.7.0
从调度原型演进为系统级仿真框架,引入事件驱动模型与基础可视化能力。
2025-06 · v0.6.0
完成最小可运行原型,验证柔性制造调度与多智能体仿真的整体建模可行性。
如果有任何问题,请随时通过以下方式联系我们:
天工系统遵循Apache 2.0许可证,请参阅LICENSE以获取详细信息。