一種分批流水生產壓件數量分析方法

2023-10-16 22:43:49

專利名稱：一種分批流水生產壓件數量分析方法
技術領域：
本發明涉及一種流水生產壓件數量分析方法，屬於現代製造集成技術及自動化領 域。
背景技術：
隨著當前企業生產模式逐步轉化為多品種變批量的形式，由此產生了研製性產品 與批產性產品共用資源的現象，從而導致了批產性產品生產所追求的效率與研製性產品生 產所追求的柔性之間的矛盾問題。為了有效的化解此矛盾，可以採取流水與離散式生產混 線生產的模式，由此便產生了面向流水離散混合模式的車間作業調度。所謂流水離散混合模式的作業調度主要體現為單元內流水作業與單元外離散作 業的混合，同時單元內流水生產的空閒時間也被用於離散工序的生產。從而達到以具有批 量生產和加工質量一致性要求的產品在單元內形成流水式生產的形式解決效率問題，以普 通零件在單元內外展開離散式生產的形式解決柔性問題的目的。這裡所述的單元即為生產 中的加工單元，是以一定目標或規則為基礎建立的若干設備的集合，將生產車間中的設備 劃分為設備單元有利於提高生產效率，是車間中普遍採用的形式。當前企業中由於普遍存在的混合生產模式，從而使車間調度面臨著新的問題混 線生產、工序並行加工等現象，使得車間內設備與設備之間、設備與零件之間的關係複雜， 使計劃制定人員很難在規定的時間內生成合理的作業計劃，同時傳統的生產調度中單一生 產模式的假設與混線生產的實際情況不相符，無法適應面向多品種變批量生產的要求。並 行設備加工雖然在傳統調度中有所涉及，卻沒有考慮流水加工的節拍保障機制。因此需要 建立一種新型的分批流水生產壓件數量分析方法，可利用其指導混線生產中的流水調度計 劃制定，保證調度計劃的可用性。隨著對生產調度問題研究的深入，已經出現了很多針對車間生產的調度軟體。然 而傳統調度軟體在流水排產問題上面對生產企業作業習慣、加工工時不確定等問題時，存 在以下不足(1)調度算法較多存在於理論層面，在與車間生產實際結合上存在問題，很難直接 指導車間生產，並難於適應複雜的製造環境；(2)調度軟體主要針對單一的離散生產環境，對於流水混合模式下的生產調度涉 及較少。同時對於流水過程中存在的瓶頸工序並行生產問題，沒有與流水加工節拍較好的 集成。

發明內容
本發明的目的是提供一種分批流水生產壓件數量分析方法，該方法可用於指導流 水生產過程中，工序間的緩衝程度，從而保證流水工序不會出現生產間斷或積壓的現象，實 現合理的流水調度問題，從而可進一步滿足車間其他作業模式的需要。為了實現這一功能，通過分析流水調度的特點，並結合生產調度過程中的生產約束,提出了保證流水節拍機制的壓件計算方法。由此可以達到充分利用生產資源的目標。一種分批流水生產壓件數量分析方法，包括如下步驟過程(1)對於流水生產中的待處理零件PPj其中PPr表示一個具體加工零件， 下標re (1,2,…，η)是該零件的唯一標識)，獲取該零件的最相鄰的下兩道工序PSy和 pss+1,r，下標S e (1,2,…，η)是工序在加工零件r內的唯一標識；並且獲取加工這兩道工 序的加工設備集合(ns，ns'，ns'「)和(ns+1，ns+1 『，…，ns+1 『「)，其中ns表示可 加工工序s的設備，下標s表示工序標識。且這兩個加工設備集合內的設備數量分別為 Size (ns, ns' , ...，ns' 「 ) = SNs 禾口 Size (ns+1, ns+1 『 , ...，ns+1' 『『 ) = SNs+1, Size ( ·)表 示取集合中元素的數量，SNs表示加工工序s的設備的總數；過程(2)根據加工設備集合中各設備當前的生產狀態，取得工序pss, r在其加 工設備集合(ns，ns'，ns'「)中各設備上開始加工此工序的最晚的計劃開始時間 PBs,r,nsJs，下標Is代表工序位於設備ns上的第S個，即該設備上已經安排了 S-I個工序。 並且還要取得工序pss+u在加工設備集合(ns+1'，ns+1〃，...，ns+/ 「)中各設備上開始加 工此工序的最早的計劃開始時間 +1^+1，/. +1 ；過程(3)按照公式5b和5b獲得工序pss+1,r的開始時間^^+ι，η+1，/ +,PBs+l,r,ns+1,ls+l ^iiLxra <TS
「MP χ SN /、(5b)
=PB一，-TSs^-(NP^-l)xTSs+l^ +TAS^-TAs^其中，「·]表示向上取整操作；NPsjr 表示零件PPr所含的工序PSsTSsjrjn 表示零件PPr所含的工序ps 取調度基礎信息獲得；TAs,表示零件ppr所含的工序ps 取調度基礎信息獲得；過程⑷為保證工序pss+1,r不出現生產間斷，前道工序pss, r的壓件數量應滿足 工序pss+1,r的需要，即根據公式6a或者公式6b得到流水工序pss, r需要壓件的數量
的計劃加工數量；
在加工設備ns上的單件加工時間，可通過讀 在加工設備ns上的生產準備時間，可通過讀
權利要求
一種分批流水生產壓件數量分析方法，其特徵在於，包括如下步驟過程(1)對於流水生產中的待處理零件ppr，獲取該零件的最相鄰的下兩道工序pss，r和pss+1，r，其中下標r是該零件的唯一標識，下標s是工序在加工零件r內的唯一標識；進一步地，獲取加工這兩道工序的加工設備集合(ns，ns′，…，ns′″)和(ns+1，ns+1′，…，ns+1′″)，其中ns表示可加工工序s的設備；進一步地，獲得這兩個加工設備集合內的設備數量分別為Size(ns，ns′，…，ns′″)＝SNs和Size(ns+1，ns+1′，…，ns+1′″)＝SNs+1，其中Size(·)表示取集合中元素的數量，SNs表示加工工序s的設備的總數；過程(2)根據加工設備集合中各設備當前的生產狀態，取得工序pss，r在其加工設備集合(ns，ns′，…，ns′″)中各設備上開始加工此工序的最晚的計劃開始時間，下標ls代表工序位於設備ns上的第s個，即該設備上已經安排了s 1個工序；並且還要取得工序pss+1，r在加工設備集合(ns+1′，ns+1″，…，ns+1′″)中各設備上開始加工此工序的最早的計劃開始時間過程(3)按照公式(5b)和(5b)獲得工序pss+1，r的開始時間 PB s+1,r, n s+1 , l s+1 | SN s + 1 SNs TS s,r,n > TS s+1,r, n s+1 PB s+1,r, n s+1 , l s+1 | SN s + 1 SNs TS s,r,n TS s+1,r, n s+1 其中，表示向上取整操作；NPs，r表示零件ppr所含的工序pss，r的計劃加工數量；TSs，r，n表示零件ppr所含的工序pss，r在加工設備ns上的單件加工時間，可通過讀取調度基礎信息獲得；TAs，r，n表示零件ppr所含的工序pss，r在加工設備ns上的生產準備時間，可通過讀取調度基礎信息獲得；過程(4)為保證工序pss+1，r不出現生產間斷，前道工序pss，r的壓件數量應滿足工序pss+1，r的需要，即根據公式(6a)或者公式(6b)得到流水工序pss，r需要壓件的數量(6a)(6b)。FSA00000315263100011.tif,FSA00000315263100012.tif,FSA00000315263100013.tif,FSA00000315263100015.tif,FSA00000315263100017.tif,FSA00000315263100018.tif,FSA00000315263100021.tif,FSA00000315263100022.tif
2.根據權利要求1所述一種分批流水生產壓件數量分析方法，其特徵在於 TAs, r, n可通過讀取調度基礎信息獲得。
3.根據權利要求1或2所述一種分批流水生產壓件數量分析方法，其特徵在於根據 所述過程(1)_(4)，對流水線上除最後一道工序外的所有工序進行壓件數量分析，從而建立 整個車間流水生產工序的調度計劃。
4.一種混線生產流水調度方法，其特徵在於，包括如下步驟步驟(1)從調度基礎信息處獲取採用流水方式生產的零件和製造單元的設備信息； 步驟(2)從可調度工序集合中篩選出一個待調度工序，如果可調度工序集合為空則 轉至步驟(7)；步驟(3)根據初始化數據讀取該調度工序所需要的加工設備數量，利用以優先級篩 選規則為首要規則的設備選擇規則從所有可選設備中選取規定數量的加工設備，此處的設 備選擇規則包括保證設備的利用率，保證各個設備的生產任務平衡；步驟(5)利用權利要求1中所述一種分批流水生產壓件數量分析方法得到的下一道 工序所需的流水生產壓件數量，接著計算工序的最早可開始時間，結合加工工時計算工序 的計劃生產結束時間；步驟(6)轉至步驟(2)； 步驟(7)調度結束。
全文摘要
本發明所述一種分批流水生產壓件數量分析方法，屬於現代製造集成技術及自動化領域。對於流水生產中的待處理零件，獲取該零件的最相鄰的下兩道工序及其加工設備集合，根據加工設備集合中各設備當前的生產狀態，取得其中前一道工序的最晚的計劃開始時間以及後一道工序的最早的計劃開始時間，為保證不出現生產間斷，前道工序的壓件數量應滿足後一道工序的需要，得到流水工序pss，r需要壓件的數量。本發明可用於指導流水生產過程中工序間的緩衝程度，從而保證流水工序不會出現生產間斷或積壓的現象，保證流水節拍機制，實現合理的流水調度問題，從而可進一步滿足車間其他作業模式的需要。
文檔編號G05B19/418GK101963810SQ20101051617
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者劉檢華, 唐承統, 張旭, 李京生, 王愛民 申請人:北京理工大學