一種基於雙進度因子的生產優化系統及其優化方法

2023-05-23 08:54:11 1

專利名稱：一種基於雙進度因子的生產優化系統及其優化方法
技術領域：
本發明涉及一種生產的優化系統及其優化方法，更具體的說是基於雙進度因子的生產的優化系統及其優化方法。

背景技術：
在各種生產領域，一項任務通常可以分解成多個子任務，這些子任務之間一般存在下列幾種約束關係(模型) 1)並發執行若工作組由A、B兩人組成，A與B同時開始工作，A與B互相不影響，且A、B全部完成，則整個項目完成。若是A先完成，B還未完成，A可以馬上參加B的工作。
2)串行執行，並存在依賴關係，如子任務A結束後B才能夠開始 3)組合執行任務A是a1、a2的組合，這意味著a1、a2的任意一個開始即代表A的開始；而a1和a2都結束時，才可以認定為A完成。
為便於控制進度，合理地分配調度資源，在任務執行之前需要做計劃。計劃包括任務(及各子任務)的預計開始結束時間、工作量、分配給哪些人員做等等，實際任務執行過程中，通過監控時間進度、已完成的工作量，及時做出判斷任務是否延期、是否存在資源不足，以便儘早地發現問題風險，以重新修改計劃，確保任務按期保質完成。
現有技術的基本原理 求當前時間進度(一般ActualTimeBegin＝＝PlanTimeBegin) Time_Progress＝(Now-ActualTimeBegin)/PlanDateRange＊100％ PlanDateRange:＝[PlanDateBegin，PlanDateEnd]＝(PlanDateEnd-PlanDateBegin+1) 其中，0＜＝Actual_Time_Progress＜＝100％，當公式計算出值超出範圍時，使用邊界值。
(2)求當前任務進度(工作量以時間單位(小時)計算，1月＝22.5天1天＝6小時) Task_Progress＝Sum(DayCostPerMan＊ TaskAllocatedManNum){ActualTimeBegin..Now} /PlanTaskTotalCostNeeded＊100％ 其中，0＜＝Task_Progress＜＝100％，當公式計算出值超出範圍時，使用邊界值。
如果任務進度＞＝時間進度，說明項目進展順利；否則，則說明存在延期的風險，需要儘快調查問題出在什麼方面。
基於WBS(任務分解結構)。
以上技術有的實現僅僅局限於任務進度、時間進度，有的甚至分離地考慮模型，其估計過於粗糙，不能夠發現兩者之間的內在關聯，從而整個任務在實際的執行過程中，粒度缺少細化，也忽略了個體在任務執行效率上的差別。在人機流水線上使用現有技術實現的效率控制和優化，定位和發現問題比較慢，不利於快速提高人機流水線的效率。


發明內容
1、發明要解決的技術問題 為克服上述現有技術的缺點，本發明提供一種基於雙進度因子的生產的優化系統及其優化方法，在人機配合操作的生產線領域，反饋任務效率和監控任務進度，適用於任務並行、依賴、組合的多種模型下的控制反饋算法，並根據統計數據自動生成進度、效率反饋表。通過反饋數據進行參數調優，比較性地衡量個體、小組的工作效率，以便能夠更好地在人員安排、計劃制定上達成調整、優化組合的目的。
2、技術方案 本發明的技術方案如下 一種基於雙進度因子的生產優化系統，由數據收集模塊、生產效率曲線圖分析模塊和數據反饋控制模塊組成，其中的用於計算工作效率的原始數據的收集，生產效率曲線分析模塊由工作量換算、曲線繪製和曲線顯示三部分組成。
上述的數據收集模塊由一組計數器組成。本系統是以人機流水線生產系統作為實現的基礎。
一種基於雙進度因子的生產優化方法，其步驟為 (1)數據收集由數據收集模塊來完成，數據收集模塊由一組計數器組成，計數器採集數據的單位時間為Δt，代表從t1時間到t2時間的一個單位時間。每個流水線操作人員在計數器模塊中都是一個角色，計數器每當在Δt內採集到角色完成的一項工作，計數器就會加1，計數器會分別統計每個角色所完成的所有工作量； (2)生產效率曲線分析包括工作量換算、曲線繪製、曲線顯示三步驟組成，第一步驟工作量換算首先，設定基線值，設 其中，W為實際工作效率時間；T為計劃工作效率時間。
T＝nΔt計劃在T時間內完成工作量為X； 第二部分曲線分析 Step1以實際工作時間與計劃工作時間的比值為縱軸，即以Γ為縱軸；時間軸為橫軸； Step2基準線為在所有時間內Γ＝1的一條與橫軸平行的曲線，在Δt時間內獲得的工作效率時間為採樣點，將相鄰採樣點連接後成為實際工作時間曲線； Step3採樣點計算方法為的計算由於生產模型的不同分為兩種方式； 模型一當生產模型為並發執行時，

的計算公式如下 計算時取一個固定的滑動窗口大小W； 模型二當生產模型為串行執行或者組合執行時時，

的計算公式如下 Γ′1的偏差值＝|Γ′1-Γ| (3)數據反饋控制 Step1計算偏差值。正常情況下，計算出來的

值應在水平基準值1.0附近，代表工作效率穩定良好，否則狀態代表異常。
步驟(3)中異常情況如下 第一種在一段時間內連續測量，發現

波動較大這說明工作狀態不穩定，一般可說明個體的工作狀況出現了什麼問題，需要現場排查原因；波動率D的衡量 設時間範圍[t1，t2]，則這段範圍內的生產效率波動D可用下列公式衡量 第二種在一段時間內連續測量，發現

總體上來說偏離了1.0(偏高或偏低)，則可說明個體生產性過高情況二、個體生產性低下或組織管理者需要調整一下模型的WorkBaseW基準值(基準值值反映了整個組織的能力水平)。
以上步驟以人機對話的方式實現。
3、有益效果 本發明提供了通過一種雙進度因子的生產的優化系統及其優化方法，結合了任務進度和時間進度的基礎上，提出了適用於任務並行、依賴、組合模型的一般控制反饋方法，系統反饋的數據能夠有效地反映出具體環節的問題，並且通過偏差率的判斷，對具體的環節進行調查和調整，能夠以最優化的手段提高整條流水線的效率。可以持續的跟蹤反饋監控，對流水線進行了不斷的優化，使原先不可控的流水線生產率，變成了可控、明確的控制，大大提高了生產力。



圖1為本發明的基本結構示意圖。
實施例 以下通過實施例進一步說明本發明。
實施例1 實施例1 某公司從事顯示器設備的組裝。人機操作流水線系統為生產模型中的依賴模型。
在沒有引入本發明之前。當該公司的整體的顯示器組裝生產力下降時，只能從流水線總體輸出的任務進度或者時間進度進行評估，無法對流水線上的每個環節每個操作人進行細化評估，導致提高生產力難度大。
引入本發明之後，可以實時反饋流水線中每個環節的生產率情況，並根據偏差量及時提供調整流水線上的每個環節的標準，以及每個操作人的效率都可以通過基線偏差計算出需要提高和改進的效率值，可以迅速地定位流水線效率低的問題點，從而改進並提高整條生產流水線的生產力。
根據本發明，該公司首先對流水線上每個涉及到人機操作的環節進行安裝數據採集裝置，對每個人機操作過程進行跟蹤監控和數據採集。分析數據由流水線上的傳感裝置收集最終進入到系統。數據採集的工作主要圍繞生產時間、生產效率進行。
設定流水線上不同環節的基線與偏差範圍值。該公司具體的流水線有人機參與環節為如下流程共分為四個環節電焊環節、插線環節、組裝環節、調試環節。
對每個環節設定參照值 在這些環節中均安裝數據收集模塊，並統一將採集數據反饋到生產效率曲線圖，根據不同的環節顯示的波動率與計劃波動率範圍相對比，再進行分析，找出使波動率率超出範圍的原因，不斷進行優化，達到流水線生產力的提高。
在以下的公式計算中，固定的滑動窗口大小W＝1天，t0為某一個有效工作日，以下默認所取的工作單元均為3個。
下面我們來看如何對顯示器設備的組裝流水線進行控制反饋和實現效率優化的。
1、電焊環節採樣統計 電焊環節中T＝7。
電焊時，有兩個工人並發在生產線工作，為並發執行模型，按照模型一計算

。
在採樣點t1時， 偏差值1＝|Γ′1-Γ|＝|1.00-1|＝0.001 偏差率1＝1‰ 其他採樣點，同t1的計算公式，可以統計得到下表

波動率分析 實際波動率
在採樣點數據內的波動率小於≤3‰，因此電焊環節工作效率情況優良。
2、插線環節採樣統計 插線環節中T＝6。
插線時，有兩個工人串行在生產線工作，為串行模型，按照模型二計算

在採樣點t1時， 偏差值1＝|Γ2-Γ|＝|0.968-1|＝0.031 偏差率1＝31‰ 其他採樣點，同t1的計算公式，可以統計得到下表 採樣的實際工作效率 波動率分析 實際波動率
在採用點內，波動率超出5‰，並且實際工作效率低於計劃工作效率，因此插線環節工作效率低下，但是經過內部人員調查，發現參與插線環節的員工工作能力強，且實際的平均工作效率也已經達了專業要求水平，並非員工原因導致，但是波動率顯示實際工作效率低下，因此，說明計劃工作效率時間制定偏高，應該調整計劃效率時間。當實際工作效率不變，計劃工作效率調整為T＝5.8，重新進行計算後 實際波動率＝1.5‰ 調整後，可以看出在曲線採樣點數據內的波動率值小於5‰，因此插線環節工作效率情況優良。
3、調試環節採樣統計 調試環節中T＝6.5。
調試時，為並行生產線工作，是並行模型，按照模型一計算
在採樣點t1時， 偏差值1＝|Γ′1-Γ|＝|0.971-1|＝0.029 偏差率1＝29‰ 其他採樣點，同t1的計算公式，可以統計得到下表 波動率分析 實際波動率
在採用點內，波動率均超出5‰，並且實際工作效率低於計劃工作效率，因此插線環節工作效率低下，經人員調查發現，參與調試的員工均為工作公司新人，操作還不熟練，實際工作效率為到達專業要求，因此根據偏差率，公司找到了調試環節效率低的真正原因。公司針對性地對相關人員進行了技能強化培訓，大幅度提高了調試員工的工作效率。人員培訓後採樣數據如下 波動率分析 實際波動率
人員培訓後，可以看出在採樣點數據內的波動率小於5‰，因此調試環節工作效率情況優良。
4、組裝環節採樣統計 組裝環節中T＝7.5。
組裝時，為並行生產線工作，是並行模型，按照模型一計算
在採樣點t1時， 偏差值1＝|Γ′1-Γ|＝|0.971-1|＝0.029 偏差率1＝29‰ 其他採樣點，同t1的計算公式，可以統計得到下表 波動率分析 實際波動率
波動率超出了計劃波動率的範圍。在採用點內，只有t3採樣點的偏差率超出了計劃偏差範圍。經過內部調查，發現在t3採樣點時間段內，中途有工作人員因為生病退出一天，因此影響到了實際工作效率，並且在生病員工返工後實際工作效率恢復到了平時水平，由此判斷，組裝環節工作效率情況優良。
通過這種基於雙進度因子的生產優化系統及其優化方法的引入，反饋的數據能夠有效地反映出具體環節的問題，並且通過偏差率的判斷，對具體的環節進行調查和調整，能夠以最優化的手段提高整條流水線的效率。
人機流水線生產改善需要做的對應 1、對採集的數據進行準確的計算分析，判斷優化程度 2、誤差原因分析首先分析內部原因，是否有特殊的情況發生，如人員調動、請假等；再分析人員工作效率，將人員工作效率與平均工作效率相對比，做出判斷。外部原因，基線設定的衡量，需要通過有經驗的工作人員設定基線，對於不合理的基線設置，也需要工作人員及時通過實際波動率的反饋進行調整。
最後由於持續的跟蹤反饋監控，對流水線進行了不斷的優化，使原先不可控的流水線生產率，變成了可控、明確的控制，大大提高了生產力。
權利要求
1.一種基於雙進度因子的生產優化系統，其特徵在於由數據收集模塊、生產效率曲線圖分析模塊和數據反饋控制模塊組成，其中的用於計算工作效率的原始數據的收集，生產效率曲線分析模塊由工作量換算、曲線繪製和曲線顯示三部分組成。
2.根據權利要求1所述的基於雙進度因子的生產優化系統，其特徵在於數據收集模塊由一組計數器組成。
3.根據權利要求1所述的基於雙進度因子的生產優化系統，其特徵在於本系統是以人機流水線生產系統作為實現的基礎。
4.一種基於雙進度因子的生產優化方法，其步驟為
(1)數據收集由數據收集模塊來完成，數據收集模塊由一組計數器組成，計數器採集數據的單位時間為Δt，代表從t1時間到t2時間的一個單位時間。每個流水線操作人員在計數器模塊中都是一個角色，計數器每當在Δt內採集到角色完成的一項工作，計數器就會加1，計數器會分別統計每個角色所完成的所有工作量；
(2)生產效率曲線分析包括工作量換算、曲線繪製、曲線顯示三步驟組成，
第一步驟工作量換算首先，設定基線值，設
其中，W為實際工作效率時間；T為計劃工作效率時間。
計劃在T時間內完成工作量為X；
第二部分曲線分析
Step1以實際工作時間與計劃工作時間的比值為縱軸，即以Γ為縱軸；時間軸為橫軸；
Step2基準線為在所有時間內Γ＝1的一條與橫軸平行的曲線，在Δt時間內獲得的工作效率時間為採樣點，將相鄰採樣點連接後成為實際工作時間曲線；
Step3採樣點計算方法為
的計算由於生產模型的不同分為兩種方式；
模型一當生產模型為並發執行時，
的計算公式如下
計算時取一個固定的滑動窗口大小W；
模型二當生產模型為串行執行或者組合執行時時，
的計算公式如下
Γ′i的偏差值＝|Γ′i-Γ|
(3)數據反饋控制
Step1計算偏差值。正常情況下，計算出來的
值應在水平基準值1.0附近，
代表工作效率穩定良好，否則狀態代表異常。
5.根據權利要求4所述的一種基於雙進度因子的生產優化方法，其特徵在於步驟(3)中異常情況如下
第一種在一段時間內連續測量，發現
波動較大這說明工作狀態不穩定，一般可說明個體的工作狀況出現了什麼問題，需要現場排查原因；波動率D的衡量
設時間範圍[t1，t2]，則這段範圍內的生產效率波動D可用下列公式衡量
第二種在一段時間內連續測量，發現
總體上來說偏離了1.0(偏高或偏低)，則可說明個體生產性過高情況二、個體生產性低下或組織管理者需要調整一下模型的WorkBaseW基準值。
6.根據權利要求4或5所述的一種基於雙進度因子的生產優化方法，其特徵在於以上步驟以人機對話的方式實現。
全文摘要
本發明公開了一種基於雙進度因子的生產優化系統及其優化方法。該系統由數據收集模塊、生產效率曲線圖分析模塊和數據反饋控制模塊組成，其中的用於計算工作效率的原始數據的收集，生產效率曲線分析模塊由工作量換算、曲線繪製和曲線顯示三部分組成。優化方法包括了數據收集、生產效率曲線分析和數據反饋控制三個階段。本發明結合了任務進度和時間進度的基礎上，提出了適用於任務並行、依賴、組合模型的一般控制反饋方法，能夠以最優化的手段提高整條流水線的效率，使原先不可控的流水線生產率，變成了可控、明確的控制，大大提高了生產力。
文檔編號G05B19/418GK101763100SQ20091026411
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者王晶, 餘俊 申請人:南京富士通南大軟體技術有限公司